氧化铈纳米棒选择性催化还原脱硝性能的研究开题报告

1. 研究目的与意义

燃料燃烧过程产生的no_x是大气主要污染物之一，常见的五种氮化合物为n₂o、no、n₂o₃、no₂和n₂o₅，统称为no_x，其中污染大气的主要是no和no₂。人为造成的no_x排放具有浓度高、排放地点集中等特点，对环境影响较大。固定源排放的no_x中的90%为no，在空气中易转化成有害物质，对人体健康产生严重影响，也是造成酸雨、光化学烟雾的重要前体物，从而对公众健康和生态环境产生巨大危害。 处理no_x的首要步骤是将no还原成n₂，光催化还原no_x是借助光催化剂在光照和还原剂下no_x还原为无害的气态物质（如n2）。氧化铈纳米棒因其大的比表面积和高催化活性成为一种优良的催化剂，早年就被用于工业废气净化，而在no_x的治理中，它不仅可以作为吸附剂，还可以用作催化剂。在低温甚至常温下，相比于分子筛、贵金属和过度金属氧化物催化剂，氧化铈催化还原no为n₂的催化活性最高。此类催化剂的研发引起了科学界极大关注。

（1）通过简单的水热法制备具二氧化铈纳米棒。

（2）并对材料进行x射线衍射（xrd）、氮气脱吸附（bet）、扫描电镜（sem）、拉曼、透射电镜（tem）等性能测试。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：查阅二氧化铈纳米棒状材料制备的文献，根据文献制定合成二氧化铈纳米棒的方法和反应条件。通过对应温度、时间、压力等进行控制合成得到产物，再通过对材料进行一系列测试得到二氧化铈纳米棒材料长宽比，并对材料进行光催化活性测试。最后通过对所得到的数据进行分析并得出结论。

预期目标：本课题拟在高碱性、水热条件下合成不同长宽比的氧化铈纳米棒，对其进行FE-SEM、FE-TEM、拉曼、XRD、氮气吸附脱吸附等表征，并具有较好的光催化还原NO的性能。

3. 研究的方法与步骤

（1）通过水热法在高碱性条件下合成制备二氧化铈纳米棒状材料前驱体；

（2）在不同的温度和时间对前驱体煅烧得到一系列不同的二氧化铈纳米材料；并对材料进行相关测试；

（3）对材料进行fe-sem、fe-tem、拉曼、xrd、氮气吸附脱吸附等表征；测试其吸附和催化还原no的效率。

4. 参考文献

1.liu s-m, guo r-t, sun p, hu c-x, wang s-x, pan w-g, li m-y, liu s-w, sun x, liu j. mechanistic investigation of the different poisoning mechanisms of cl and p on mn/tio2 catalyst for selective catalytic reduction of nox with nh3. journal of the taiwan institute of chemical engineers 2017.

2.zhang g, han w, dong f, zong l, lu g, tang z. one pot synthesis of a highly efficient mesoporous ceria-titanium catalyst for selective catalytic reduction of no. rsc advances 2016, 6(80): 76556-76567.

3.yamamoto a, teramura k, tanaka t. selective catalytic reduction of no by nh3 over photocatalysts (photo-scr): mechanistic investigations and developments. the chemical record 2016, 16(5): 2268-2277.

5. 计划与进度安排

2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期

(1) 第1周~第2周（2022-11-12~2022-2-22），查阅资料，制定实验方案，完成开题报告，外文论文翻译；

(2) 第3周~第6周（2022-2-25~3-22），熟悉材料的制备工艺，合成氧化铈纳米棒。