改性稀土尾矿基催化剂的制备及其对低浓度甲烷催化性能研究

发布时间：2025-07-26 14:08

　　采矿过程中,大量煤层气（Coalbed methane,CBM）经稀释后排入到大气中,其中CH₄含量占95%。CH₄作为一种长寿命温室气体,其温室效应程度是CO₂的21～23倍。稀释后的煤层气中甲烷浓度极低,低浓度甲烷不仅能量利用率低且传统方法极难处理。目前针对低浓度甲烷普遍采用催化燃烧的方式进行处理,因此,寻找高效经济的催化剂是解决问题的关键。众所周知白云鄂博稀土尾矿作为包钢选矿厂在选铁、选稀土过程中产生的废弃物,为典型的共生、伴生难处理尾矿,其中含大量稀土、锰、铁等有价矿物组分,是潜在的二次资源。倘若任由尾矿过量堆存,不仅浪费矿产资源,还会对环境造成极大的危害,严重地阻碍我国发展循环经济,建立资源、能源节约型社会的步伐。本文以白云鄂博稀土尾矿为主要原料制备稀土尾矿基催化剂（焙烧处理的尾矿基催化剂、尾矿基多孔陶瓷整体式催化剂）并对低浓度甲烷进行催化燃烧实验。利用XRF、XRD、SEM等表征手段研究尾矿基催化剂的结构及形貌特征;利用H₂-TPR和活性评价装置研究尾矿基催化剂的甲烷催化性能;利用XPS检...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1技术路线图

本实验的技术路线图如图1.1所示:1.5创新点

图2.1反应装置示意图

图2.1为催化活性检测系统,主要由配气系统、反应系统、红外甲烷气体分析仪三部分组成。配气系统装置为两路气瓶,其中一路为N2/CH4混气瓶,N2占比为97.6%,CH4占比为2.4%;另一路为O2瓶。两路气直接进入管路混合并通入反应系统中。反应系统的主要装置为立式管式炉;气体在线测....

图3.1稀土尾矿热重-质谱联用分析图

焙烧过程是脱F的过程,CeOF的F被O所替代,尾矿中的Ce3+被氧化成Ce4+,部分Ce4+存在于Ce0.75Nd0.25O1.875及CeO2中,稀土氧化物的出现可增加催化剂的贮放氧能力,从而提高催化效率[49]。综上所述,随着焙烧温度的升高,稀土尾矿的矿相随之发生变化,为设置....

图3.2尾矿基催化剂制备流程图

取稀土尾矿适量,分四份分别置于马弗炉中焙烧。其流程图如图3.2所示:设计的变量参数如下表3.1所示:

本文编号：4058580