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粘胶基活性炭纤维改性及其低温SCR性能研究
一、研究背景
随着我国经济的快速发展，工业和交通等领域排放的氮氧化物（NOx）日益增多，严重影响着大气环境质量。因此，如何有效地降低NOx排放成为了环保领域中的重要问题之一。选择性催化还原（SCR）技术是目前被广泛应用的降低NOx排放的技术之一。其中，活性炭纤维作为一种非常有效的SCR催化剂，受到了越来越多的关注。
然而，活性炭纤维在低温下的SCR性能仍然较差，需要进一步研究和改进。因此，本研究以粘胶基活性炭纤维为研究对象，通过改性提高其低温SCR性能。
二、研究内容和方法
1.材料制备
以沥青、聚丙烯腈（PAN）和丙烯酸为主要原料，制备活性炭纤维，并将其与聚合物粘胶剂进行混合制备粘胶基活性炭纤维。
2.改性处理
(1)进行酸处理：将粘胶基活性炭纤维浸泡在不同酸溶液中，根据不同浓度和处理时间，探究酸处理对粘胶基活性炭纤维低温SCR性能的影响。
(2)进行铁锰掺杂：将铁锰混合物溶于活性炭纤维前驱体浆液中，通过煅烧使铁、锰离子嵌入活性炭纤维中，研究铁锰掺杂对粘胶基活性炭纤维低温SCR性能的影响。
3.性能测试
使用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和BET比表面积测试仪对改性前后的样品进行表征。同时，通过X射线光电子能谱仪（XPS）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）研究材料表面的化学性质和功能基团。最后通过活性测试研究改性后活性炭纤维的低温SCR性能变化。
三、预期结果
通过对粘胶基活性炭纤维进行改性，并对改性后的样品进行表征和活性测试，预计可以得到以下结果：
(1)酸处理会降低粘胶基活性炭纤维的比表面积和孔结构，但同时也会增加材料上NH4+吸附和氮氧化物吸附的能力。
(2)铁锰掺杂改性可以引入新的活性位点，增强催化剂还原NOx的能力。
(3)经过改性处理后的粘胶基活性炭纤维，相比于未经改性的样品，具有更好的低温SCR性能。
四、结论
本研究通过对粘胶基活性炭纤维的改性处理，成功提高了催化剂在低温下还原NOx的能力。其中，酸处理可以增强材料的NH4+吸附和氮氧化物吸附能力；铁锰掺杂改性可以引入新的活性位点，增强还原NOx的能力；经过改性处理后的粘胶基活性炭纤维，相比于未经改性的样品，具有更好的低温SCR性能。这些结果表明，粘胶基活性炭纤维的改性处理是一种有效的提高低温SCR性能的方法，可以为实际应用提供指导意义。