张晓鹏

基本信息Personal Information

副教授

硕士生导师

性别:男

毕业院校:南开大学

学位:博士

在职信息:在职

所在单位:盘锦校区石油与化学工程学院

学科:化学工程 工业催化

电子邮箱:

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个人简介Personal Profile

大连理工大学石油与化学工程学院副教授,硕士生导师;WSSET会员;Chemical Engineering Journal审稿人

研究领域:
先进催化材料
多相催化反应动力学及机理

研究课题:
低温SCR催化剂Mn/Co-Ce-Zr协同脱除含硫烟气中单质汞的基础研究,国家自然科学基金
协同脱除催化裂化再生烟气中CO和NOx的高效催化剂研制,精细化工国家重点实验室专项项目
Co3O4催化剂晶面效应对燃煤烟气单质汞脱除效率的影响机制研究,基本科研业务费交叉探索专题
多功能化膜材料及催化材料的分子设计及性能研究,基本科研业务费专项项目
过渡金属掺杂改性有序介孔材料MCM-41的制备及其催化脱除燃煤烟气中单质汞的基础研究,人才启动经费
低温SCR催化剂Mn/Al2O3对燃煤烟气中单质汞的脱除研究,人才启动经费

研究成果:
1) 双功能催化剂的理性设计,实现低温高效协同脱硝、脱汞。研究发现,在硝、汞协同脱除过程中,NH3和汞之间的强竞争吸附导致单质汞很难在传统催化剂上吸附。通过双功能设计,利用Mn提供酸性位吸附NH3脱硝,Co提供表面氧活性位氧化脱汞,达到了协同脱除的目的,效率可达80%。
2) 解耦催化剂吸附脱汞和氧化脱汞两个过程,深度揭示SO2影响机制。目前,对于SO2对催化剂脱汞的影响机制存在争议,主要原因是汞转化过程存在吸附和氧化两个阶段,通过解耦研究发现,在吸附过程中,SO2毒化MnO生成MnSO4造成催化剂失活;但是在氧化过程中,由于Hg和SO2和O2能生成HgSO4,使SO2影响降低。
3) 利用牺牲剂保护活性位点,显著提升催化剂抗硫中毒能力。对SO2毒化催化剂这一过程进行DFT计算发现,SO2与催化剂的吸附强度是关键,而Ce更容易吸附SO2,对主活性成分起到保护作用。按照这一机制,在催化剂中引入Ce提高了催化剂的脱汞性能。
4) 利用Co变价并构筑有序介孔结构,大幅提升脱汞活性。Co变价提高催化剂表面活性位点数量,有序介孔结构,提高催化剂颗粒、孔径均一度,提高传质速率。改性之后,催化剂汞吸附容量提高近8倍,且具有更宽的温度窗口,氧化效率达到95%以上。

  • 教育经历Education Background
  • 工作经历Work Experience
    2010.9 2013.6
    • 南开大学
    • 环境工程
    • 博士
  • 研究方向Research Focus
  • 社会兼职Social Affiliations
  • 先进催化材料、多相催化及反应动力学