批判评论《NO在Pt／γ-Al2O3上催化氧化反应机理和动力学》

1、.批判评论NO在Pt-AlO上催化氧化反应机理和动力学摘要：综述了氮氧化物治理的现状和发展趋势,并提出了氮氧化物污染控制技术的发展。简单介绍了NO在Pt-AlO上催化氧化反应机理和动力学的概要，运用批判性思维，在对催化剂的预处理条件，数据处理等方面提出一些质疑并以个人观点加以分析。关键词：批判； NO催化氧化； Pt-AlO； 动力学Criticize “Mechanism and kineics of NO oxidation over Pt-AlO catalyst”Name:nilinan professional：huagongo82 Student ID：3080515045Abst

2、ract：The thesis summarises the precent situation and the developing trend of the NOx administering. And put forward the development of the techenolygy in the NOx pollution controling. It introduces the compendium of the“Mechanism and kineics of NO oxidation over Pt-AlO catalyst”, then to the publish

3、ed thesis，applying the critical thinking skills to the aspects of the catalyst preprocessing and the data processing and so on, put forward several unclear questions and analyse them in personal viewpoints.Key words：； NO catalytic oxidation； Pt-AlO；kinetics引言：自40年代美国洛杉矶市发现光化学烟雾以来,世界上许多大城市都出现了光化学烟雾,我

4、国也不例外。在人们注重环保的今天,氮氧化物污染并未减轻,几乎世界各国都面临着氮氧化物浓度逐年增高的趋势,治理氮氧化物污染已迫在眉睫。我国是以煤为主要能源的国家,燃煤电厂造成的大气污染日趋严重,每年排入大气的SO2 达1600万t,NO2 达700万t。目前国内烟气脱硫工艺以湿法为主,能否在脱硫的同时进行脱硝呢?湿法脱硝首先要将反应性差的NO氧化为NO2 ,NO在水中的溶解度高，可选用合适的碱或盐溶液（如NaSO）加以吸收；而NO在水中的溶解度很小，很难用溶液吸收法去除。根据NO与O2的化学反应方程及反应机理可知，该反应在热力学上是可行的，但在常温下，由于NO的弱极性及化学性质的稳定性，它们的反

5、应速度非常缓慢。相比于物理或非催化反应的方法，催化反应似乎更适于除去NO一般而言，NO的催化反应可分为催化分解、催化还原和催化氧化，其关键技术是开发活性和选择性高、稳定性好、耐毒能力强的催化剂。其中，催化分解将NO直接分解为O和N，而无须加入其他化学试剂因而更具吸引力，但至今尚未开发出高效且抗失活的催化剂。但选择性催化还原（SCR）技术要求预先除去废气中硫氧化物，且处理温度高，反应器体积大，因而并不适合于流动废气源（如汽车尾气）中NOx的消除。从经济实用的角度，催化氧化似乎是一种颇具潜力的消除NO的替代技术。因此，如能将NO选择性催化氧化为NO2，对于各类脱氮方法都将是一项重要的贡献。针对NO

6、催化氧化的重要性，国内外学者开展了积极的研究，其中以贵金属Pt、Pd催化剂的转化效率较高，300时转化率接近90。目前催化剂研发工作大多围绕活性炭、负载金而进行， 并得了进展，但对反应机理和动力学的研究仍有待深入。任何发表的论文都有可能存在一些有待于改进之处，我们可以本着批判性思维去分析它。批判性思维本质上是一种驾驭和活用知识的思维能力，启动并决定人类的认知活动沿着创新道路前进。创新思维的引发和进展离不开批判思维的推动。在原有这些论文基础上针对它的不足之处提出质疑并试着深入分析，以此来达到优化NO催化氧化的各方面条件的目的。因此，培养批判性思维是非常重要的。本文现就NO在Pt-AlO上催化氧化

7、反应机理和动力学提出一些问题并加以分析。质疑：1.文中对催化剂PtAl2O3预处理时只考虑温度对催化活性影响，并没有提到烘培氛围对催化活性的影响，难道对预处理时烘培氛围对催化活性的影响就不大吗？2.反应温度超过573K后,NO稳态转化率降低,是否就是预示着反应机理有可能发生了变化？3.论文中在用Arrhenius活化能关系式作图时只用了三个点，得出的活化能确保准确吗？分析与讨论：1. 根据文献预处理条件对PtAl2O3催化还原NO的活性影响，从图1可看出催化剂活性随反应温度呈火山形变化，在一定温度下NOx 转化率最高。同一种焙烧气氛下， 随着焙烧温度升高，活性有所变化。以H，N和O作为焙烧气氛

8、时，于523K焙烧处理催化剂的NOx 转化率最高；用空气焙烧的催化剂最高NOx 转化率对应焙烧温度是623K经N和空气焙烧的催化剂随着焙烧温度的升高，活性区间向高温移动，最高转化率对应温度点也向高温移动；但H还原的样品随着还原温度的升高， 活性区间和最高活性温度基本不变。在O气氛中于523K焙烧的样品催化还原NO活性较高，但于923K焙烧的样品无活性。在523 K下采用不同焙烧气氛制备的催化剂活性如图2所示，催化剂H523的活性区间最宽，但NOx 转化率最低；而O523 活性区间最窄，但NOx转化率最高。不同气氛焙烧的催化剂最高NOx 转化率对应的反应温度不同，依次为TO523 TAir523

9、 TN523 TH523 H 和O 复合焙烧结果表明，先经过O处理的样品， 再经过H处理活性区间变宽，最大NOx转化率变小；而先经过H焙烧的样品，再经O焙烧后，活性区间变窄，但最大NOx转化率变化很小经过O处理的样品最大NOx转化率所对应的温度值相近，而单独用H焙烧的最大NOx转化率对应的温度最高。同时从文献里还可以看到，不同焙烧气氛和温度下制备的0.5PtAlO 的比表面积。用Air ，H和N在523 K时焙烧的PtAlO的比表面积相差较小，均比经纯O焙烧的比表面积大。而O523H523，H523O523和O523的比表面积相差不大。可见在纯O中焙烧会使比表面积减小。所以，在对催化剂PtAl

10、2O3作预处理时应该从温度和烘培氛围两方面综合考虑对催化活性的影响，从而使得它的催化活性达到最大。2.反应温度超过573K后,很有可能是催化剂活性在超过这个温度后，随着温度增大而减弱，才导致NO稳态转化率降低，而或许反应机理根本就没有改变。3. 论文中在用Arrhenius活化能关系式作图时，用lnk5对1/T作图只用了三个点，可能会导致得到的活化能与实际值有较大的误差，虽然用三个点作图得到的活化能与其它文献查得的数据相差很小，但是如果在作图时再多取几个点，这样误差就会大大减小,此时如果还能得到与其它文献值很接近的活化能，就能更好地说明问题了。结语：目前，NOx的主要来源为电厂、供热锅炉烟气及

11、汽车尾气，且90 95为NO。这给我们的环境带来了严重的威胁。如何有效地脱除氮氧化物是目前空气污染治理的一个重点和难点,今后该课题的研究应侧重于探讨催化剂活性中心的起源及反应机理,在原有的基础上不断地提出新的问题，不断地进行优化，使我们的环境更干净，我们的生活更美好。虽然不能很深入很准确地对已发表的论文进行批判，但是通过这次的练习，也是很有收获的，即使是一些小小的疑问，也能够说明已经思考了，已经在培养自己的创新思维了，相信对我们将来会很有帮助。At precent，the mojority of the NOx comes from the electric power plant,the s

12、moke of the heating boilers and the car exhaust, and 90 95of that is NO. It threatens the enviorment seriouly. Now it becomes the emphsis and the difficult point of the air pollution administering that how to eliminate the NOx effectively, and from now on,we should take seriously of this subject and

13、 lay special emphasis on researching into the origin of catalyst activity centre center and the reaction mechanism, puting forward with new questions on the basis constantly, then optimizing them constantly，ensuring that the cleaner the enviorment is, the better life we enjoy.We can not criticize th

14、e published thesis accurately and thoroughly, however, through this exercise，we harvest a lot. Although they are merely slight questions, it can illustrate that we are thinking, and we are already training our innovative thoughts. I believe that it will benefit us in the future.参考文献：1蔡天锡. 大气环境保护中的催化

15、方法C 1 大连理工大学化工学院, 大连, 19952赵迎宪，危凤，张艳辉，虞影. NO在Pt/-Al2O3上催化氧化反应机理和动力学，化工学报，2008，59（5）：1156-11643赵迎宪，虞影，批判思维是创新思维的精髓，当代教育论坛，2009，12（上）：88-894鲁文质，赵秀阁，王辉等NO的催化氧化J催化学报，2000，21(5)：4234275王静，傅立新，李俊华. 预处理条件对Pt/Al2O3催化还原NO的活性影响, 高等学校化学学报 2004 25(6)6谢国勇, 刘振宇, 刘有智, 等. 用CuO/-Al2O3 催化剂同时脱除烟气中的SO2和NO J . 催化学报

16、, 2004, 25(1) : 33238.7 SCHMITZ P J，KUDLA R J，DREWS A R，et a1NOoxidation over supposed Pt： impact of precursor， support，loading，and processing conditions evaluated via high throughput experimentationJApplied CatalysisB：Environmental，2006，67(34)：2462568Yang J, Mestl G., Herein D., Schlogl R ,and Find J., Reaction of NO with Carbonaceous Materials(): Reaction and Adsorption of NO on Ashless Carbon Black, Carbon , 2000 ,38 (5)