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《北京交通大学》 2007年
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节能减排用光子—离子协合催化材料的研究

王圣威  
【摘要】: 为了解决光催化反应量子效率低和太阳能利用率低的问题,同时使材料具有产生空气负离子、活化水等功能,研究制备了光子—离子协合催化材料(简称协合材料)。本文借鉴本实验室的前期工作,采用溶胶—凝胶法制备出稀土掺杂纳米TiO_2溶胶,再与电气石粉体复合,制得了协合催化粉体。以此为基础通过添加含Th元素的稀土溶液或回收利用含Th的稀土废渣制备出协合材料。 利用X射线衍射、扫描电镜、电子自旋共振等手段对协合催化粉体和协合材料进行了表征。结果表明:稀土Ce掺杂纳米TiO_2颗粒较均匀的复合在电气石颗粒表面,电气石颗粒分散较好,没有出现正负极首尾相连的现象;在紫外、可见光、辐射条件下协合材料均有较强的产生自由基和负离子的能力。 本文为了进行内燃机节能减排应用实验,分别采用可燃纤维网造孔成型工艺、模具挤压成型工艺、滚动造粒成型工艺制备了微米多孔陶瓷板、蜂窝陶瓷材料和微孔球粒陶瓷,用于对柴油和空气进行催化活化。经过材料催化活化,柴油的温度升高了0.6℃,密度减小了1.5%,运动粘度减小约12%;通过ESR波谱分析,柴油中的一些分子转化为活性粒子,这些性质的变化利于燃烧和减少NO_x、CO等污染气排放。 本文选择MnO_2作为提高材料远红外辐射能力的的着色添加剂,提出并初步探讨了光子—离子协合催化的作用模型与反应机理。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ426

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