Forschungsfortschritte bei der Anwendung von Katalysatoren im Umweltschutz

Forschungsfortschritte bei der Anwendung von Katalysatoren im Umweltschutz. 1. Definition von Umweltschutzkatalysatoren. Unter Umweltkatalysatoren versteht man Katalysatoren, mit denen toxische und schädliche Substanzen direkt oder indirekt behandelt, unschädlich gemacht oder in ihrer Menge reduziert werden, um die Umwelt zu schützen und zu verbessern. Im weitesten Sinne kann die Kategorie der umweltfreundlichen Katalysatoren als alle Katalysatoren betrachtet werden, die dem Umweltschutz zuträglich sind, einschließlich katalytischer Syntheseprozesse, die keine oder keine schädlichen Nebenprodukte erzeugen; Im engeren Sinne bezieht es sich auf die Arten von Katalysatoren, die an der Verbesserung des Treibhauseffekts, der Zerstörung der Ozonschicht, der Ausbreitung des sauren Regens und der Wasserverschmutzung beteiligt sind. Es gibt zwei Arten umweltfreundlicher Katalysatoren: direkte und indirekte. Beispielsweise ist der Katalysator, der zur Entfernung von Stickoxiden (NOX) aus dem Abgas verwendet wird, direkt; Die zur Unterdrückung der NOX-Produktion während des Verbrennungsprozesses verwendeten Katalysatoren sind indirekt. 2. Forschungsfortschritte bei der Anwendung umweltfreundlicher Katalysatoren 2.1 Fahrzeugkatalysatoren mit Magerverbrennung Wenn Dieselmotoren unter Magerverbrennungsbedingungen betrieben werden, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Luft-Kraftstoff-Verhältnis) von Benzinmotoren größer als 17:1 oder sogar höher. An diesem Punkt kann die Leistungsleistung des Motors erheblich verbessert werden, wodurch die Emissionen von CO, Kohlenwasserstoffverbindungen und CO2 reduziert werden, während die NOx-Emissionen stark ansteigen. Bei den derzeit beliebten Dreiwege-Edelmetallkatalysatoren liegt ein derart hohes Luft-Kraftstoff-Verhältnis außerhalb des normalen Betriebsbereichs und kann daher die NOx-Reduktion nicht effektiv verbessern. Daher ist es notwendig, neue Automobilkatalysatoren zu entwickeln, die die NOx-Umwandlungsrate unter Magerverbrennungsbedingungen verbessern können. Die katalytische Reduktion von NOx unter Magerverbrennungsbedingungen hat das Interesse der Forscher geweckt. Sobald dieser Katalysator erfolgreich untersucht ist, wird er in Fahrzeugen mit Dieselmotoren und mageren Benzinmotoren weit verbreitet sein. 2.2 Forschung zur Rauchgasentschwefelung Die beste Methode zur Rauchgasentschwefelung ist die selektive Katalyse der Reduktion von SO2 zu elementarem Schwefel. Mit dieser Methode kann nicht nur die Schadstoffquelle SO2 im Rauchgas beseitigt, sondern auch das feste Element Schwefel zurückgewonnen werden, was nicht nur bequem für den Transport, sondern auch wiederverwendbar ist. Derzeit befinden sich Methoden zur selektiven katalytischen Reduktion von SO2 zur Gewinnung von elementarem Schwefel größtenteils im Forschungsstadium. Die bestehenden Probleme sind die Beeinträchtigung des Reduktionsprozesses durch überschüssigen Sauerstoff im Rauchgas und die Vergiftung des Katalysators. 2.3 Katalytische Oxidationsbehandlung hochkonzentrierter feuerfester organischer Abwässer Mit der Entwicklung von Industrien wie der Pharma-, Chemie- und Farbstoffindustrie gibt es eine zunehmende Anzahl hochkonzentrierter feuerfester Abwässer. Ihr Abwasser zeichnet sich durch eine hohe Schadstofftoxizität, eine hohe Schadstoffkonzentration und eine schwierige biologische Abbaubarkeit aus; Hoher anorganischer Salzgehalt. Eine der wirksamsten Methoden zur Behandlung solcher Abwässer ist die chemische Oxidation. Derzeit ist die effiziente nasskatalytische Oxidationstechnologie ein heißes Forschungsthema. Mit dieser Methode können organische Schadstoffe im Wasser direkt oxidiert oder großmolekulare organische Schadstoffe in kleinmolekulare organische Schadstoffe oxidiert werden, um die biologische Abbaubarkeit des Abwassers zu verbessern. In Kombination mit einer biochemischen Behandlung können organische Schadstoffe im Wasser effektiv entfernt werden. Bei dieser Methode werden üblicherweise Oxidationsmittel verwendet, um die Fähigkeit zur Katalyse der Oxidation organischer Schadstoffe, einschließlich Luft, Wasserstoffperoxid, Ozon, Natriumhypochlorit und Chlordioxid, zu erhöhen. Der Schlüssel zu dieser Methode liegt in der Entwicklung effizienter heterogener Oxidationskatalysatoren. 2.4 Arten und Nutzungsstatus von Umweltschutzkatalysatoren Es gibt verschiedene Aspekte der Umweltprobleme auf der Erde, und das dringendste Problem, das derzeit gelöst werden muss, ist der Treibhauseffekt