不同硅铝比Cu-ZSM-5纳米片上N2O催化分解
2016-12-01邹薇谢鹏飞李旭光孔德金华伟明乐英红高滋复旦大学化学系上海市分子催化和功能材料重点实验室上海00433中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院上海008
邹薇 谢鹏飞 李旭光 孔德金 华伟明 乐英红*, 高滋(复旦大学化学系,上海市分子催化和功能材料重点实验室,上海00433)(中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海008)
不同硅铝比Cu-ZSM-5纳米片上N2O催化分解
邹薇1,2谢鹏飞1李旭光2孔德金2华伟明1乐英红*,1高滋1
(1复旦大学化学系,上海市分子催化和功能材料重点实验室,上海200433)
(2中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海201208)
以双季铵盐表面活性剂为模板剂,水热条件下合成了硅铝比(nSi/nAl)为18、26和95的ZSM-5沸石纳米片,采用离子交换方法制备了铜改性的ZSM-5纳米片样品,并测试了其催化分解N2O性能。结合X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氧气程序升温脱附(O2-TPD)和原位红外漫反射光谱(CODRIFT)等表征结果,探讨了沸石硅铝比对于催化剂N2O分解性能的影响及其原因。结果表明,ZSM-5纳米片硅铝比越低,Cu-ZSM-5纳米片催化剂的活性越高。催化活性的提高归因于低硅铝比催化剂上Cu+活性物种可还原性的增强和吸附氧脱附能力的提高。
Cu-ZSM-5;纳米片;硅铝比;氧化亚氮;催化分解
氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,其增温潜能(GWP,global warming potential)是CH4的21倍、CO2的310倍,是仅次于CO2、CH4的第三大温室气体[1-2]。同时,N2O可长期稳定存在于大气层中[3],并对臭氧层产生明显的破坏作用,从而危害人类生存环境[4]。目前大气中N2O浓度以每年0.2%~0.3%的速率上涨,因此,如何有效控制、消除分解N2O已成为当前环境领域亟待解决的重点问题之一[5]。
N2O的消除有很多途径,包括热分解、非选择性催化还原、选择性催化还原以及直接催化分解等。……
