磷酸对二氧化铈催化剂氨选择性催化还原氮氧化物反应的促进作用(英文)

氮氧化物NO_x(NO和NO_2)对大气的污染日益严重,主要表现为形成酸雨、导致光化学烟雾和产生温室效应等,严重危害人类健康.氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)NO_x是目前最有效的固定源NO_x消除技术.工业中常用的催化剂主要是V_2O_5-WO_3/TiO_2,但其活性组分V_2O_5有毒,且存在氧化能力较强和操作温度窗口过窄等缺点.开发新型环境友好的非钒基NH_3-SCR催化剂体系己成为NO_x催化净化领域的研究热点.CeO_2在稀土市场中占有很大比重且相对廉价,同时还具有优异的氧化-还原及储氧性能,因此开发Ce基SCR脱硝催化剂具有非常好的发展前景.对于NH_3-SCR反应,催化剂必须同时具有酸性位和氧化还原中心.酸性位有利于还原剂NH_3的吸附与活化,而氧化还原中心可以促使氧化剂和还原剂之间发生反应.对于低温SCR催化剂,表面酸性适中即可,氧化还原性能起决定作用;而对于中高温SCR催化剂,不仅要提高其表面酸性以保证足够的NH_3吸附量,同时还要控制其表面氧化性不宜太强,否则在高温段NH_3氧化,N_2选择性下降,NO转化率降低.CeO_2具有一定碱性以及优异的氧化还原性能,因此在高温阶段CeO_2催化剂上易发生NH_3深度氧化,高温NH_3-SCR活性差,温度窗口窄.为了拓宽CeO_2基催化剂的温度窗口,改善其催化性能,有必要调整CeO_2的氧化还原性能和酸碱性能.过渡金属磷酸盐或焦磷酸盐具有特殊的表面酸性和氧化还原性,被广泛应用于多种催化反应.考虑到过渡金属磷酸盐或焦磷酸盐表面同时具有酸性位和氧化还原中心,因而可用于NH_3-SCR反应.最近本课题组通过水热法制备了一种环境友好的Ce-P-O催化剂,该催化剂在较宽的温度范围(300-550℃)内表现出较高的催化NO转化能力,同时具有较强的抗碱和耐硫能力,显示出很好的应用前景.此外,硫酸盐和镍盐修饰能有效改善铈锆固溶体催化剂的NH_3-SCR性能:镍修饰增强了铈锆固溶体的Lewis酸性,有利于提高催化剂的低温活性,而硫酸盐改性提高了催化剂的Bronsted酸性,因此有利于催化剂高温下吸附NH_3,抑制了NH_3的过度氧化.另外,磷酸盐修饰能提高铈锆固溶体催化剂NH_3-SCR反应活性.然而,有关催化剂结构系统表征鲜见报道,催化剂的构效关系阐述不够详细.本文采用浸渍法将不同量的H_3PO_4负载于CeO_2上制备了H_3PO_4修饰的CeO_2催化剂,发现H_3PO_4修饰能显著改善CeO_2催化剂的NH_3-SCR性能.本文对催化剂结构进行了系统表征,详细探讨了H_3PO_4促进作用的原因.NH_3-SCR活性测试显示,H_3PO_4修饰后,催化剂活性显著提高,部分抑制了高温时CeO_2催化剂上NH_3的直接氧化,提高了SCR反应的选择性,从而拓宽了温度窗口.X射线衍射、红外光谱和拉曼光谱表征结果发现,随着H_3PO_4负载量增加,样品中CeO_2相逐渐减少,而新相如CeP_2O_7和Ce(PO_3)_4等逐渐增多,多磷酸根阴离子可能是表面酸性增强的关键因素.NH_3程序升温脱附和吸附吡啶红外光谱结果表明,随着H_3PO_4修饰量的增加,样品的酸强度逐渐增大,Lewis酸性逐渐减弱至消失,而Bronsted酸性逐渐增强.增强的Bronsted酸性可能归因于H_3PO_4修饰后样品表面不断增加的P-OH基团.相对于Lewis酸,Bronsted酸性位氧化能力更弱,可以抑制高温下NH_2(ads)继续脱氢,避免了NH_3深度氧化.程序升温还原测试结果表明,H_3PO_4修饰后,各还原峰向高温偏移,偏移量随H_3PO_4负载量增加而增加.这说明H_3PO_4修饰后CeO_2的氧化还原能力降低,抑制了高温下NH_3的过度氧化.因此,H_3PO_4的修饰使得CeO_2催化剂高温NH_3-SCR活性和N_2选择性大幅提高.综上所述,H_3PO_4-CeO_2样品优异的脱硝催化活性可能归因于H_3PO_4修饰后催化剂酸性,尤其是Bronsted酸性的增强以及氧化还原性的降低.     

一种新颖的单片集成红外传感信号处理器

介绍一种新颖的单片集成红外传感信号处理器。这种处理器能与多种红外传感器匹配 ,对接收到的传感信号进行处理 ,产生控制信号 ,快速启动各类装置 ,实现自动控制。芯片设计中采用多种抗噪声和低功耗设计技术。本处理器用 1 .2μm双层多晶双层金属 N阱 CMOS工艺实现 ,芯片总面积 2 .7mm2 ,电源电压 5 V时的静态电流为 1 .2 m A,封装后样品测试结果获得设计预期的功能和性能     

一种快速捕获、带宽可调的锁相环电路

设计实现了一个快速捕获,带宽可调的电荷泵型锁相环电路。采用了一种利用状态机拓展鉴频鉴相器检测范围的方法,加快了环路的锁定;通过SPI总线实现电荷泵电流配置和调整VCO延时单元的延迟时间,优化了电路性能。芯片采用中芯国际0.18μmCMOS工艺,测试结果表明,锁相环锁定在100MHz时的抖动均方值为24ps,偏离中心频率1MHz处的相位噪声为-98.62dBc/Hz。     

一种基于开关电容的可配置多模滤波器

设计了一种基于开关电容的可配置多模滤波器,由模拟信号处理模块、数字控制模块和参考电压电流源组成;通过数字控制模块配置滤波器工作在旁路、低通、带通、自适应工作状态,同时实现低通滤波器截止频率和带通滤波器中心频率可调;自适应滤波器截止频率和中心频率能准确跟随输入信号主频率.整个电路基于SMIC 0.18μm CMOS工艺实...     

一种带可配置插值滤波器的14-Bit 1-GS/s 数模转换器

A programmable 14-bit 1-GS/s current-steering digital-to-analog converter is presented.It features a selectable interpolation rate(2x/4x/8x) with a programmable interpolation filter.To improve the high-frequency performance,a "fast switching" technique that adds additional biasing to the current-switch is adopted.The datadependent clock loading effect is also minimized with an improved switch control by using a double latch.This DAC is implemented in 65 nra CMOS technology with an active area of 1.56 mm~2.The measured SFDRs are 70.05 dB at 250 MS/s for 120.65 MHz input sine-wave signal and 64.24 dB at 960 MS/s for 56.3 MHz input sine-wave signal,respectively.     

一种带宽自适应的滤波器

设计了一种全新的带宽自适应滤波器。主要特点是:在输入信号频率不确定或时变的情况下,能够通过对输入信号频率的探测而自适应的调节滤波器带宽。该结构被成功地应用在了模拟处理器内,有效地实现了对频率不确定或时变的输入信号进行低通或带通滤波处理。滤波器由四阶的全差分开关电容电路实现,带宽可在直流到40kHz内自适应调节。整个电路基于0.18μmCMOS工艺实现,电源电压3.3V,功耗为560μW。芯片测试结果表明,电路具有良好的自适应滤波性能。     

一种14位、1．4MS／s、多位量化的级联型∑△调制器

在0.6μm CMOS工艺条件下设计了一种适合DECT(Digital Enhanced Cordless Telephone)标准的1.4MS／sNyquist转换速率、14位分辨率模数转换器的∑△调制器。该调制器采用了多位量化的级联型(2—1—1 4b)结构，通过Cadence SpectreS仿真验证，在采样时钟为25MHz和过采样率为16的条件下，该调制器可以达到86．7dB的动态范围，在3．3V电源电压下其总功耗为76mW。     

14位1.5625MHz的ΣΔA/D中的降采样低通滤波器的设计

介绍了带宽为 70 0kHz ,14 bitΣΔ模数转换器中的降采样低通滤波器的设计。在整个滤波器的设计中 ,从结构上和硬件实现上入手 ,对电路结构进行优化 ,减小电路实现的复杂性 ,从而降低功耗和面积。在此基础上 ,完成了电路设计 ,用 0 .6 μmCMOS工艺综合实现 ,仿真结果显示 ,性能满足设计指标。     

一种低功耗可编程开关电容的分压电路

介绍了一种低功耗可编程分压电路,其静态功耗为零,输出电压不受工艺、温度影响,因此,在工程上具有广泛的应用前景。     

硫化物固态电解质Li10GeP2S12与锂金属间界面稳定性的改善研究

通过N-丁基-N-甲基哌啶双（氟磺酰）亚胺盐离子液体和双（氟磺酰）亚胺锂盐修饰了Li|Li₁₀GeP₂S₁₂界面，并研究了界面的改性效果.研究结果表明，在界面处原位生成一层致密的固体电解质界面膜（SEI），具有一定流变性的离子液体可渗透到Li₁₀GeP₂S₁₂晶粒内部；在0.1 mA/cm²的电流密度下，界面改性后的Li|Li₁₀GeP₂S₁₂|Li对称电池可稳定循环1500 h以上，极化电压仅为30 mV.在2.5~3.6 V电压范围内，Li|Li₁₀GeP₂S₁₂|LiFePO₄电池在0.2C倍率下充放电循环的首次放电比容量为148.1 mA·h/g，库仑效率为95.8%，经过30次循环后容量保持率为90.1%.