基于靜電紡技術(shù)制備氧化鋁納微米纖維及其在催化載體中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文利用Al2O3良好的物化性能，采用靜電紡絲技術(shù)制備高比表面積的Al2O3納微米纖維多孔材料，結(jié)合化學(xué)鍍鈀(Pd)工藝，開發(fā)一種新型尾氣凈化用納微米纖維負(fù)載型催化材料。
　　 首先采用有限元方法(FEM)對(duì)針式電極靜電場系統(tǒng)進(jìn)行三維模擬仿真，仿真結(jié)果表明：紡絲系統(tǒng)最大電場強(qiáng)度、單位靜電力與電壓、接收盤半徑成正比，與接收距離增加、針管長度成反比；針對(duì)有機(jī)無機(jī)共混紡絲液體系特點(diǎn)，引入電化學(xué)的雙電層理論描述了有機(jī)無機(jī)混合帶電液滴電荷

2、遷移規(guī)律及表面電荷形成機(jī)制，構(gòu)建液滴表面電荷模型，并分析了表面液滴受力、射流形成過程。
　　 文中配置出PVA/Al(NO3)3和PVP/AlCl3兩種有機(jī)無機(jī)共混紡絲液體系，采用自制針式靜電紡絲技術(shù)均成功紡制PVA/Al(NO3)3和PVP/AlCl3有機(jī)無機(jī)雜化纖維，再經(jīng)高溫煅燒后制備出200～2000 nmAl2O3納微米纖維，研究了不同溶液濃度、有機(jī)無機(jī)配比、施加電壓、接收距離、煅燒溫度等工藝對(duì)纖維形貌、結(jié)構(gòu)的影響；研究

3、發(fā)現(xiàn)，PVP/AlCl3絲液體系可紡性要優(yōu)于PVA/Al(NO3)3體系，其較佳的電紡工藝為：PVP溶液濃度為6％，PVP/AlCl3配比為3:1.5～3:2，紡絲電壓范圍為30 kV～35 kV，接收距離為15～20 cm。
　　 以自制的電紡納微米纖維多孔材料為載體，探討了敏化活化法、乙二醇還原法和鐵絲預(yù)氧化法三種不同化學(xué)鍍鈀方法的鍍鈀效果，結(jié)果表明：鐵絲預(yù)活化化學(xué)鍍中，Pd粒均勻地附著在納微米纖維多孔材料中的單根纖維表面，

4、是一種較為理想的納微米纖維多孔材料化學(xué)鍍鈀方法，其較佳的施鍍工藝為：施鍍溫度約70℃，施鍍時(shí)間為40 min，該方法制備的Pd/γ-Al2O3納微米纖維催化材料在400℃下CO、HC和NO轉(zhuǎn)化率分別為91.5％、86.4％和85.5％。
　　 最后，借助計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)技術(shù)模擬仿真不同出口管徑、纖維直徑、孔隙率和入口速度情況下尾氣凈化器的尾氣流動(dòng)特性。三維模擬結(jié)果表明，凈化器出口管直徑的增大，可大大降低催化凈化器中的內(nèi)部