1. 研究目的与意义（文献综述）

随着中国经济的快速发展和城市化进程的加快，环境污染问题日益突出，雾霾污染日益加剧。其中烟气中的氮氧化物是最主要的污染物之一，要实现环境友好，绿色发展脱硝势在必行。目前工业上最广泛也是最成熟的脱硝技术是氨气选择性催化还原（scr）技术。它采用钒钛体系作为催化剂，催化剂活化温度在300℃-400℃，scr装置必须安装在脱硫和电除尘装置的之前（也就是直接置于锅炉之后）。此时烟气中高飞灰量和高浓度so2会使催化剂磨损和中毒，缩短催化剂寿命。因此，工业脱硝问题就是低温脱硝的问题，而低温脱硝的关键便是研发廉价，高效的低温活性催化剂。

在负载型mnox/tio2催化剂的研究中，ettireddy等研究发现低温时no转化率随mnox负载量的增加而增加，在mnox的负载量接近分散容量时活性达到极大值。他们还发现高分散在tio2表面的mno2物种比低分散度的mn2o3物种具有更高的低温scr活性。而姚瑶等对比了mnox/tio2与mnox/钛纳米官催化剂的scr活性，结果显示温度较低时（lt;150 ℃），比表面积大的tio2纳米管促进了活性组分的分散，因而提高了其低温催化能力。由此可见，提高催化剂的分散度能够有效提高催化剂的低温活性。所以有研究者试图通过提高现有中温钒系催化剂中钒含量来提升低温nh3-scr催化活性，但钒含量增加不利于挤出和成型。也有研究者将过渡金属（co，fe，mn等）的氧化物负载到tio2，但由于制备方法受到和tio2载体比表面积的限制，提高催化剂分散度有一定的难度。

而碳基材料（如活性碳、活性碳纤维和碳纳米管等）具备较大地比表面积和较强地化学稳定性可有效增加催化剂的分散度，常被作为载体应用在scr脱硝催化剂中，且它们可在小于250 ℃温度的低温区间获得良好的scr性能。但自2004年第一次被geim等人发现，石墨烯在材料科学领域很快便成为一个热点，成为碳家族一颗耀眼的明星。相比于以往的碳材料，它具有极佳的电子电导率，独特的大表面二维结构，结构灵活性和化学稳定性，是更加优良的催化剂载体材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

石墨烯负载v2o5催化剂的制备：用改进的hummers法制备的氧化石墨烯为前驱体，采用溶剂热法制备石墨烯负载v2o5催化剂，研究溶剂热反应时间、温度、溶剂类型等实验条件对催化剂负载体结构的影响，获得最佳制备工艺。

石墨烯负载v2o5催化剂的结构表征：利用xrd、tem、eds、ft-ir、xps、sem等测试技术表征石墨烯负载v2o5催化剂物相显微观结构，分析前驱体氧化石墨烯的制备是否达到预期效果，观察催化剂微观结构的变化规律，探讨催化剂的低温活性机理。

3. 研究计划与安排

第4-7周：按照设计方案，制备石墨烯负载v2o5催化剂；

第8-9周：采用xrd、fe-sem、tem、bet等测试技术对催化剂的物相、显微结构进行分析；

第9-12周：使用固定床装置测试催化剂的低温scr脱硝性能；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 焦金珍. 石墨烯负载金属氧化物催化剂的制备及其低温nh3-scr性能研究[d]. 广州: 华南理工大. 2015.

[2] 孙毅男. vox-rgo杂化材料的设计及催化性能研究[d]. 淮北师范大学. 2016.

[3] choi j y, jeong b, kim e s, et al. synthesis of vanadium oxide supported on reduced graphene oxide for de-nox[j]. j nanosci nanotechnol, 2015, 15(11): 9083-9087.