Fe-MOFs及Mn-MOFs的制備及其催化NH3-SCR反應(yīng)的研究的開(kāi)題報(bào)告

Fe-MOFs及Mn-MOFs的制備及其催化NH3-SCR反應(yīng)的研究的開(kāi)題報(bào)告題目：Fe-MOFs及Mn-MOFs的制備及其催化NH3-SCR反應(yīng)的研究摘要：當(dāng)前，氮氧化物是造成大氣污染的重要污染物之一，氨選擇性催化還原(SCR)技術(shù)已成為一種常用的方法來(lái)降低氮氧化物的排放。金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)具有平衡的酸堿性質(zhì)、高比表面積等優(yōu)點(diǎn)，成為最近催化SCR反應(yīng)的研究熱點(diǎn)。本文將分別研究Fe-MOFs及Mn-MOFs的合成方法，并對(duì)其進(jìn)行表征，最后將探討其作為催化劑在NH3-SCR反應(yīng)中的催化性能，為相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)際指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：Fe-MOFs，Mn-MOFs，NH3-SCR反應(yīng)，催化劑一、研究背景及意義氮氧化物是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的重要污染物之一，大量的氮氧化物排放已成為大氣污染的主要原因之一。氨選擇性催化還原(SCR)技術(shù)一直被認(rèn)為是最為有效的減少氮氧化物排放的方法之一。金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)具有平衡的酸堿性質(zhì)、高比表面積以及可調(diào)節(jié)的孔徑結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于催化反應(yīng)領(lǐng)域。尤其是在催化SCR反應(yīng)方面，MOFs由于其優(yōu)越的催化性能及存在的可調(diào)節(jié)的孔徑結(jié)構(gòu)，已成為研究的熱點(diǎn)。目前，在MOFs催化擁有的諸多優(yōu)點(diǎn)及谷物內(nèi)氣體擴(kuò)散短等方面，NH3-SCR催化劑具有明顯優(yōu)勢(shì)。以MOFs為基礎(chǔ)，成功制備出高效SCR催化劑，對(duì)實(shí)現(xiàn)氮氧化物減排、清潔能源和環(huán)境保護(hù)等方面具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。二、研究目標(biāo)1.制備Fe-MOFs及Mn-MOFs。2.通過(guò)XRD、TEM、FT-IR、TPD等表征手段驗(yàn)證材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。3.利用FE-SEM、XPS等表征手段對(duì)MOFs催化劑進(jìn)行表面分析，在催化NH3-SCR反應(yīng)時(shí)，了解MOFs催化劑對(duì)活性物種的反應(yīng)性能。4.探討Fe-MOFs及Mn-MOFs作為催化劑在NH3-SCR反應(yīng)中的催化機(jī)理和催化性能。三、研究方法1.材料制備：利用水熱法和溶劑熱法制備Fe-MOFs及Mn-MOFs。2.材料表征：利用XRD、TEM、FT-IR、TPD、FE-SEM、XPS等手段對(duì)MOFs材料的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行表征分析。3.催化反應(yīng)：利用NH3-SCR反應(yīng)裝置，探討MOFs催化劑的催化機(jī)理和催化性能。四、研究計(jì)劃階段一：文獻(xiàn)閱讀、理論學(xué)習(xí)時(shí)間：2021年7月-2021年8月內(nèi)容：對(duì)MOFs材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述和分析。階段二：制備Fe-MOFs及Mn-MOFs材料時(shí)間：2021年9月-2021年11月內(nèi)容：利用水熱法和溶劑熱法制備Fe-MOFs及Mn-MOFs材料，并對(duì)材料進(jìn)行表征。階段三：MOFs催化劑的催化機(jī)理及催化性能研究時(shí)間：2021年12月-2022年5月內(nèi)容：利用NH3-SCR反應(yīng)裝置探討材料的催化機(jī)理和催化性能，并對(duì)MOFs催化劑進(jìn)行表面分析以及對(duì)反應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。階段四：寫作與論文撰寫時(shí)間：2022年6月-2022年8月內(nèi)容：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理，撰寫論文。五、預(yù)期成果1.成功合成Fe-MOFs及Mn-MOFs，并對(duì)其進(jìn)行表征。2.探討Fe-MOFs及Mn-MOFs作為催化劑在NH3-SCR反應(yīng)中的催化機(jī)理和催化性能。3.為MOFs催化劑在氮氧化物污染治理技術(shù)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)際指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)：[1]O'GormanB,Villarreal-RojasM,ZhuJ,etal.IronMIL-101(Cr)MOF:apromisingcatalystfortheselectivecatalyticreductionofNOxwithNH3[J].ChemicalCommunications,2014,50(22):2915-2917.[2]ChenX,ChenC,ChenJ.Mn-containingmetal-organicframeworks(MOFs)forefficientNH3-SCRcatalysis:effectsofMndistributionandacid-basenatureofsupports[J].JournalofMaterialsChemistryA,2016,4(38):14673-14681.[3]LiuH,TianB,Wei