1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会的发展，环境污染问题日益突出，其中烟气中的氮氧化物越来越多，脱硝问题已作为世界范围的问题被尖锐的提出来。相比于其他脱硝技术，以nh3为还原剂的选择性催化还原技术（scr）具有催化效率高、操作温度窗口宽、选择性好、脱除效率高等优点，成为当前最主要的脱硝技术。目前商用的催化剂是钒钛体系，其中v2o5作为活性组分，tio2作为载体具有很好的活性和抗硫性，在此基础上掺杂wo3、moo3等助剂提高钒基催化剂的活性、稳定性以及抗毒性。虽然负载型钒钛催化剂已经商业化，但其自身操作温度较高（300-400 ℃），为了避免重复加热烟气，scr反应器必须安装在脱硫、除尘装置的上游，催化剂在高尘条件下脱硝性能难以充分发挥，使用寿命较短。开发具有高活性的低温脱硝催化剂是scr烟气脱硝技术的关键，也是目前研究的热点和难点。

碳材料以其大的表面积、强的气体吸附能力和稳定的化学性能，被广泛用作载体制备各种催化剂。近来，国内外不少研究者先后以各种碳材料（活性炭、碳纤维、纳米碳管）作为载体，制备了负载金属或金属氧化物的碳基脱硝催化剂，表现出了良好的低温催化活性和抗硫性。这些研究主要采用浸渍法将活性组分负载在cnts上，难以保证活性组分的均匀分散。jiang等采用溶胶凝胶法、浸渍法和共沉淀三种不同方法制备了mnox/tio2催化剂，并研究了其脱硝性能，研究结果表明溶胶凝胶法得到的催化剂不仅具有最好的催化性能，而且具有良好的抗酸性。主要是因为溶胶凝胶法制备的催化剂表面活性组分的分散性教浸渍法和共沉淀法高。由此可见，提高催化剂活性物质的分散度，有利于增强其催化性能。原位负载法是将活性物质原位负载在载体上的一种方法，可以实现载体表面负载物的均匀分散。然而，采用原位负载法在纳米碳管表面实现活性组分的均匀分散还是一个挑战。

此外，huang等人通过不同方法在cnts上浸渍负载了mnox并研究了其脱硝性能，发现活性组分与cnts的相互接触作用对催化剂的活性有明显的影响，通过化学浴沉积法制备的催化剂比通过浸渍法制备的催化剂具有更好的活性，结果表明活性组分与载体接触越紧密,催化活性越高,当达到原位负载时催化剂活性达到最高。另外,金属氧化物纳米粒子高的表面自由能以及与载体之间的结合作用较弱，导致在反应过程中活性物种迁移团聚，进而影响其催化性能。纳米催化剂中活性组分（金属/金属氧化物）的迁移团聚一直是多相催化反应中的共同问题。张磊等设计合成了以介孔氧化钛为壳，mnox-ceox复合金属氧化物为核的核壳结构催化剂。该催化剂中，介孔氧化钛壳层提供一个有效壁垒阻止活性纳米粒子的迁移团聚，从而提高催化剂的稳定性。此外，介孔氧化钛壳层防止了生成硫酸铵对活性位的堵塞，提高催化剂的抗硫性和使用寿命。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）v2o5负载碳纳米管（tio2@v2o5/cnts）的制备

将碳纳米管用回流法预处理，用浸渍法制备具有tio2@v2o5/cnts核壳结构的催化剂，探究反应温度，时间，溶剂条件对实验的影响，以确定优化工艺。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4-10周：按照设计方案，制备tio2@v2o5/cnts核壳结构；

第11-12周：采用xrd、sem、tem、bet等测试技术对物相、显微结构进行分析；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张宇，金玉彬，林玉峰等. 碳纳米管负载催化剂上丙烯氢甲钛化[j]. 物理化学学报, 1997，13 (12):1057-1060.

[2] huang l, tong z, zhang j. low temperature selectivecatalytic reduction of no with nh3 over nanoflaky mnox oncarbon nanotubes in-situ prepared via a chemical bath deposition route [j]. nanoscale, 2013, 5:9199-9207.

[3] 李燕, 王伟. 焙烧温度对v2o5/cnts-tio2催化剂脱氯性能的影响[j]. 物理化学学报, 2015, 31(8):1541-1548.