MnOx/CeO2纳米棒催化剂在低温NH3-SCR反应中的阳离子(Zr4+,Al3+,Si4+)掺杂效应

低温脱硝技术由于具有无需再加热烟气、方便燃煤电厂脱硝改造以及适用于一些烟气温度较低的非电力行业脱硝场合等优点,吸引了越来越多研究者的关注.低温脱硝催化剂是该技术中最关键的单元,因此其配方开发及相关工作已成为近年来的研究热点之一.商业化V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂在300–400°C的固定源烟气脱硝中表现出优异的性能,然而其低温脱硝性能却差强人意.并且,V_2O_5具有生物毒性,会造成二次污染.因此,低温脱硝催化剂的开发主要集中在环境友好的非钒基催化剂上.其中,MnO_x基催化剂由于具有优异的低温脱硝性能而成为重点研究对象.特别是MnO_x/CeO_2催化剂由于Ce O_2良好的氧化还原性能和较高的储释氧容量,引起了低温脱硝领域越来越多研究者的兴趣.然而,众所周知,CeO_2的比表面积和热稳定性并不令人满意.幸运的是,研究表明,阳离子掺杂可有效地克服CeO_2的上述缺点.此外,随着纳米材料制备科学与技术的发展,不同形貌的CeO_2已经能可控合成.研究表明,CeO_2纳米棒比其它形貌的CeO_2更适合用作载体,因为Ce O_2纳米棒主要暴露的{110}晶面易于形成氧空位以及与表面分散组分产生强相互作用.因此,在本工作中,我们在CeO_2纳米棒的晶格中掺入热稳定的Zr~(4+),Al~(3+),Si~(4+)等阳离子以提高其比表面积和热稳定性,并以该CeO_2纳米棒为载体负载MnO_x,考察了Zr~(4+),Al~(3+),Si~(4+)等阳离子掺杂对MnO_x/Ce O_2纳米棒催化剂低温脱硝性能的影响,筛选出最佳的掺杂离子.对制备的样品进行了透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、氮气物理吸附、氢气程序升温还原、氨气程序升温脱附、氨气吸附原位漫反射红外光谱和X射线光电子能谱等一系列表征分析,并利用氨气-选择性催化还原(NH_3-SCR)反应评价了其脱硝性能和抗水抗硫性能.结果表明,Si~(4+)掺杂的MnO_x/CeO_2纳米棒(MnO_x/CS-NR)催化剂具有最多的氧空位、表面酸性位和Mn~(4+)因而表现出最佳的脱硝活性.由于其氧化还原性能适当减弱,有效地抑制了氨气的非选择性催化氧化,从而表现出最低的N_2O生成量.此外,MnO_x/CS-NR催化剂还显示出最佳的抗水抗硫性能.综上所述,Si~(4+)是MnO_x/CeO_2纳米棒催化剂的最佳掺杂离子.     

Ce4+, Zr4+共掺杂提高V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能及抗K中毒能力

近年来, NO_x的排放造成了严重的环境污染.氨选择性催化还原技术(NH3-SCR)是目前消除NO_x最有效的手段之一.V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂在300–400°C范围内表现出优异的脱硝性能,因此被广泛用于NH3-SCR反应.然而该催化剂抗碱(土)金属中毒性能较差,且碱(土)金属碱性越强对催化剂的毒害越大(即K Na Ca Mg).已有研究显示,当K_2O质量分数达1%时,催化剂将完全失活,所以对传统的V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂进行改性以提高其抗K中毒性能具有十分重要的意义.最近, CeO_2由于具有优异的氧化还原性能和储/释氧能力,在NH3-SCR反应得到了广泛的关注.研究显示, CeO_2的改性可提高钒基催化剂脱硝活性及抗碱金属中毒性能,这主要是由于CeO_2的掺杂可以有效提高催化剂表面酸性及氧化还原能力. ZrO_2是一种酸碱两性氧化物,常被用作载体或者助剂.研究显示, ZrO_2的引入可以提高催化剂热稳定性,增大比表面积以及提高氧迁移能力.基于此,我们制备了一系列的V_2O_5-WO_3/TiO_2-ZrO_2, V_2O_5-WO_3/TiO_2-CeO_2以及V_2O_5-WO_3/TiO_2-CeO_2-ZrO_2催化剂,以期提高V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能及抗K中毒能力.研究发现, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂可以有效提高V_2O_5-WO_3/TiO_2催化活性,拓宽反应温度窗口,增强抗K中毒能力.进一步借助X射线衍射、比表面积测定、氨气-程序升温脱附、氢气-程序升温还原和X射线光电子能谱等表征对催化剂进行全面分析.结果显示, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂对V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂物理化学性质的影响与其脱硝性能及抗K中毒能力有着密不可分的关系.首先, Ce~(4+), Zr~(4+)可以掺杂进入TiO_2晶格,抑制TiO_2晶粒的生长,从而导致比表面积以及总孔体积的增加;比表面积的增加有利于活性物种的分散,而总孔体积的增加有利于反应物分子与催化剂充分接触.其次, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂可以提高催化剂表面酸性和氧化还原性能,表面酸性的增加有利于催化剂吸附与活化反应物种NH_3,氧化还原性能的提高有利于NO氧化为NO_2,进而通过"快速NH3-SCR"反应提高催化剂活性;同时, Ce~(4+), Zr~(4+)共掺杂还可以有效降低K中毒对表面酸性和氧化还原性能的影响,这主要是由于Ce~(4+)可以与K原子结合形成Ce-O-K物种,而Zr~(4+)的引入可以增加Ce~(4+)的热稳定性,使得更多的Ce~(4+)与K结合,避免了K与活性钒物种结合形成V-O-K物种,使得活性V5+得到了有效的保护.原位红外实验揭示了V_2O_5-WO_3/TiO_2-CeO_2-ZrO_2催化反应遵循L-H机理,且K中毒并未改变其反应机理.最后,该催化剂在H_2O和SO_2存在的条件下仍具有最佳的脱硝性能,因而有望用于实际高K含量的燃煤烟气脱硝.     

弹性力学的复变量重构核粒子法

在重构核粒子法的基础上,提出了复变量重构核粒子法.复变量重构核粒子法的优点是采用一维基函数建立二维问题的修正函数.然后,将复变量重构核粒子法应用于弹性力学,提出了弹性力学的复变量重构核粒子法,并推导了相关公式.与传统的重构核粒子法相比,复变量重构核粒子法具有计算量小、效率高的优点.最后给出了数值算例证明了该方法的有效性. 关键词： 重构核粒子法 复变量重构核粒子法 弹性力学 无网格方法     

不同功能基团的有机盐作为低相对分子质量凝胶因子对原油的成胶性能

低相对分子质量凝胶作为治理原油泄漏的材料具有一些优异的性能,但其在水油相中的成胶规律仍不明确,本文以有机酸及有机胺为原料设计合成了一系列有机盐。 通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和倒挂实验等技术手段表征了有机盐的结构和成胶性能。 结果表明,有机盐A3C3(A3:肉桂酸;C3:月桂胺)在室温下能使原油形成稳定凝胶,成胶溶度为质量分数6%,该分子在溶剂中自组装形成树枝状三维网状结构。 凝胶的形成需要分子间π-π堆积作用、氢键、静电作用和范德华力等多种作用力协同作用,分子间的π-π堆积作用有利于凝胶的形成,含有多个苯环的凝胶因子更易在芳香族溶剂中形成凝胶。 这些成胶规律对处理原油泄漏的低相对分子质量凝胶因子的设计合成具有实际的指导意义。     

室内可吸入颗粒物运动特性的格子 Boltzmann方法模拟

为探究室内可吸入颗粒物的运动特性,使用格子Boltzmann方法,在颗粒物运动概率模型的基础上考虑布朗力对颗粒物的作用,利用改良的LB-CA（Lattice Boltzmann-cellular automata）模型,模拟了Re数分别为400、1 000和2 000时粒径为0.01 μm、0.1 μm和1 μm的颗粒物在上送上回和上送侧回两种回风形式中的运动特性.结果显示：颗粒物的空间分布范围随着Re数的增大而增大,小粒径的颗粒物受到气流湍动和扩散作用的影响更明显;颗粒物的均方位移（mean square displacement,MSD）与Re数、颗粒物粒径的大小成反比,而同样的Re数下,颗粒物在上送侧回的回风形式中其MSD较大.总体上看上送侧回的回风形式具有较低的悬浮颗粒数和更高的室内空气品质.     

TGA/SDTA 851e热分析仪炉箱部分常见故障的剖析

热分析仪的炉箱部分因受到高温老化和样品腐蚀双重影响,是该仪器多发故障的部位之一。介绍了该区域的常见故障及其排除方法。     

The complex variable reproducing kernel particle method for two-dimensional elastodynamics

On the basis of the reproducing kernel particle method (RKPM), a new meshless method, which is called the complex variable reproducing kernel particle method (CVRKPM), for two-dimensional elastodynamics is presented in this paper. The advantages of the CVRKPM are that the correction function of a two-dimensional problem is formed with one-dimensional basis function when the shape function is obtained. The Galerkin weak form is employed to obtain the discretised system equations, and implicit time integration method, which is the Newmark method, is used for time history analysis. And the penalty method is employed to apply the essential boundary conditions. Then the corresponding formulae of the CVRKPM for two-dimensional elastodynamics are obtained. Three numerical examples of two-dimensional elastodynamics are presented, and the CVRKPM results are compared with the ones of the RKPM and analytical solutions. It is evident that the numerical results of the CVRKPM are in excellent agreement with the analytical solution, and that the CVRKPM has greater precision than the RKPM.     

近红外光谱技术在川麦冬原位检测中的应用研究

原药材检测费时费力一直是川麦冬质量分析中亟待解决的问题。该文将近红外光谱分析技术应用于川麦冬原药材的质量分析，以漫反射模式对麦冬颗粒进行无损原位检测后，采用光谱预处理方法减少因粒径造成的干扰，通过变量筛选方法提取有效信息，最终建立了快速定量分析模型。结果表明，水分、浸出物和总皂苷含量模型的验证均方根误差（RMSEP）分别为0.165 5%、0.401 9%、0.078 4%，验证集决定系数（Rv2al）分别为0.965 1、0.696 5、0.803 6，相对分析误差（RPD）分别为4.50、2.68、2.22,3个质量指标的RPD均大于2，说明模型性能较好，能够满足川麦冬质量分析的要求。该法通过近红外光谱技术采集川麦冬颗粒的原位光谱，避免了粉碎，真正意义上实现了川麦冬无损、绿色、快速的含量分析，为川麦冬的质量分析提供了参考。