钾对催化剂选择性催化还原氮氧化物的性能影响特性研究

试验就碱金属钾对两种催化剂V2O5/TiO2(VT)和V2O5/TiO2-SiO2(VTS)选择性催化还原(SCR)氮氧化物的性能影响作了相关研究.运用BET比表面积、X射线衍射(XRD)谱图、傅立叶变换透射红外光谱(FT-IR)谱图对催化剂进行表征.结果表明,试验制备的TiO2-SiO2比表面积达360 m2/g,催化剂表面活性组分高度分散;NH3吸附红外谱图显示催化剂VTS具有丰富的表面酸;催化剂抗钾毒害试验发现,钾易与B酸位结合从而降低对NH3的吸附量和吸附活性,催化刺VTS具有明显优于VT的抗钾毒害性能.归因于部分钾优先与VTS表面酸结合,从而降低对钒活性物种的毒害.此外,失活程度跟钾/钒(K/V)的摩尔比密切相关.催化活性随反应进行不断降低,且24 h内难以恢复到原有水平.     

负载型磷酸氧钒低温脱硝催化剂的制备及其抗硫抗水性能

针对目前低温脱硝催化剂抗硫抗水性较差的不足,以TiO_2为载体负载活性组分V_2O_5,利用磷酸调控表面酸性,制备了磷酸氧钒催化剂VPO/TiO_2,并实验研究了SO_2和水蒸气对其脱硝活性的影响。结果表明:控制P与V的摩尔比为1/5,活性组分(VPO)负载量为10%,焙烧温度为400℃时,催化剂脱硝性能最好,180～400℃温度范围内脱硝率高于98%;反应温度为200℃,烟气中SO_2体积分数为200×10~(-6)～800×10~(-6)和水蒸气体积分数为4%时,催化剂的活性无明显下降。添加磷酸能够促使催化剂表面生成VOPO_4、(VO)_2P_2O_7及V~(4+)/V~(5+)氧化还原电对,提高了催化剂的低温脱硝活性。磷酸可增强催化剂的表面酸性,减少了SO_2的表面吸附及其与活性组分的反应。另外,催化剂表面以介孔为主,可提高未被水分子占据的活性位点量,FT-IR图谱显示抗硫抗水测试后的VPO/TiO_2表面未发现有硫酸根生成,VPO/TiO_2表现出较强的抗SO_2和水蒸气毒化的性能。负载型磷酸氧钒催化剂具有较高的脱硝活性和较强的抗硫抗水性能。     

Fe负载量对xFe/ZSM-5催化剂氨选择性催化还原NO的影响

采用旋转蒸发法,将过渡金属Fe负载到ZSM-5分子筛上,控制Fe负载量的变化,制备一系列xFe/ZSM-5(x为Fe负载量,x=0.1%(质量分数,下同)、0.7%、1.4%、2.1%,省略%)分子筛催化剂。对所制备xFe/ZSM-5的氨选择性催化还原(NH_3-SCR)NO活性进行评价,并通过不同表征技术对催化剂的结构和理化性质进行了测定。结果表明,Fe负载量对xFe/ZSM-5的NH_3-SCR活性影响较大。其中1.4Fe/ZSM-5取得最宽的活性温度窗口,在250～530℃的NH_3-SCR活性达到80%以上(以NO转化率计)。孤立Fe~(3+)物种为xFe/ZSM-5催化剂低温段的主要活性物种,而低聚态Fe_2O_3物种会促进高温段NH_3的非选择性氧化,造成高温段NH_3-SCR活性下降;负载Fe物种后催化剂的强酸位数量减少,中酸位数量增加,中酸位有利于提高催化剂NH_3-SCR性能。     

多孔TiO2为载体的V2O5-WO3脱硝催化剂制备和表征

以硫酸氧钛为钛源,氨水为沉淀剂,制备得到大比表面积(60m2/g)的锐钛矿TiO2载体.TiO2载体具有多孔结构,孔径集中在5～12nm,孔体积达到0.24cm3/g.以多孔TiO2为载体,采用浸渍法制备不同V2O5负载量的V2O5-WO3催化剂,利用拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并研究了不同V2O5负载量催化剂的脱硝活性,以及NO浓度和NH3/NO摩尔比对催化剂活性的影响.结果表明,V2O5在TiO2表面高度分散,当V2O5负载量在3%(质量分数)以下时,载体表面钒物种为单体钒,表现出最好的脱硝活性,在280～450℃内NO转化率均能达到90%以上.该催化剂对不同进口NO浓度有较强的适应能力.采用该催化剂的脱硝工艺,NH3/NO摩尔比宜保持在0.8～1.0.     

锰负载量对MnO_x/PG催化剂低温SCR反应的影响

凹凸棒石负载锰氧化物(MnO_x/PG)催化剂是一种新型高效的低温选择性催化还原(SCR)催化剂。锰氧化物负载量对催化剂的脱硝活性影响显著,针对不同质量分数锰氧化物负载量的催化剂的SCR反应行为进行了动力学研究。结果表明:增加锰的负载量不改变反应表观活化能,锰氧化物负载量的增加在考察范围内具有一致的组分形态和化学活性;反应活性中心的数量随负载量的增加而增长是催化剂活性增长的主要原因。结合前期NH_3-TPD研究,进一步明确氨主要在载体上吸附,锰的负载主要促进了吸附态氨的活化过程。     

制备工艺对V_2O_5/TiO_2 SCR催化剂脱硝性能的影响

围绕SCR脱硝催化剂制备工艺中活性组分负载顺序和钒助溶剂2个关键因素,分别制备了钒钨体系和钒钼体系催化剂,比较了不同条件下制备的催化剂的脱硝活性,并利用X射线光电子能谱分析(XPS)、程序升温还原(H2-TPR)和程序升温脱附(NH3-TPD)等手段进行表征。结果表明,活性组分与助剂同时负载制备的催化剂,其低价钒和化学吸附氧的比例最高,钒的还原温度最低,酸性位数量最多,表现出最好的脱硝活性;相较于常规助溶剂单乙醇胺,以草酸为助溶剂制备的催化剂,其低价钒和化学吸附氧比例更高,氧化还原性能和表面酸性更强,脱硝活性更好。     

F掺杂改性及其制备方法优化对V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂低温SCR脱硝性能的影响

为提高SCR脱硝催化剂的低温脱硝性能,采用正交实验的方法制备了一系列氟(F)掺杂V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂,并对其进行活性分析,考察了不同氟元素来源(氟钛酸铵、氟化铵)、不同钒元素(V)前驱体(乙酰丙酮氧钒、偏钒酸铵)、钨元素(W)的不同添加方式(W做助剂、W既做载体又充当助剂)、不同载体制备方式(溶胶凝胶法、浸渍法)对催化剂脱硝性能的影响。结果表明,F掺杂改性显著增强了催化剂在200～350℃温度范围内的脱硝性能,其中以乙酰丙酮氧钒为V前驱体,以氟化铵为F源,W既充当载体又做助剂的方式制备出的F掺杂V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂具有最优的脱硝效果,其在空速为10 000 h-1的情况下,在200～350℃的温度反应区间,活性能稳定维持在98%以上。同时采用XPS、BET、TGA、SEM、XRD、Raman一系列表征手段对催化剂的理化性质进行了分析,表征结果表明F元素掺杂提高了活性组分在载体表面的分散度,同时促使了催化剂表面的电荷发生转移,增强了催化剂表面的氧化还原能力,促进了催化剂表面化学吸附氧的生成,增加了还原态V物种与还原态W物种的数量。     

不同晶型MnOx催化还原NO活性研究

为研究低温烟气脱硝的高效选择性催化还原(SCR)催化剂的催化活性,采用湿式浸渍法制备了以γ-Al_2O_3为载体、以MnO_x为活性组分的系列MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET多分子层吸附模型等测试方法对催化剂进行表征,分析Mn负载量对MnO_x晶型、形貌及催化剂比表面积的影响,并进行催化还原NO实验,通过脱硝效率反映不同MnO_x晶型时催化剂的脱硝特性。结果表明,Mn负载量对MnO_x的晶型和形貌产生明显影响。Mn负载量低于0.4mmol/g时,无法形成明显晶核;Mn负载量为0.8mmol/g时,形成球状_β-MnO_2;Mn负载量为1.2mmol/g时,形成棒状α-MnO_2。球状_β-MnO_2提高了MnO_x/γ-Al_2O_3比表面积,含球状_β-MnO_2的MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂具有最优的催化还原NO活性,175℃条件下达到84%左右的脱硝效率。H_2O(气态,下同)和SO~3 _2的存在对催化剂脱硝性能产生影响,分别持续通入600mg/mSO_2、6.000%(体积分数)H_2O 480min,脱硝效率分别下降约14百分点和10百分点。     

Mn-CeOx/钛基层柱粘土(Ti-PILCs)低温选择性催化还原催化剂的钙中毒研究

以钛基层柱粘土(Ti-PILCs)为载体,制备了Mn-Ceox/Ti-PILCs低温选择性催化还原(SCR)催化剂,采用浸溃法模拟了催化剂钙中毒,研究了不同含钙量对催化剂活性的影响,并运用NH3-程序升温脱附(TPD)、H2-程序升温还原(TPR)及X射线光电子能谱(XPS)表征,分析了钙对催化剂的失活作用.结果表明:...     

MnOX/ACF低温选择性催化还原烟气中的NO

进行了MnOX/ACF(活性炭纤维)对低温选择性催化还原(SCR)NO的影响研究.实验表明,ACF先经浓酸预氧化,然后再负载MnOX催化剂,对NO脱除率的提高较明显,并且以20%(质量分数)HNO3预氧化处理的效果最佳.比较了相同制备条件和相同负载量下的MnOX/ACF和V2O5/ACF的催化效果,认为在同等条件下MnOX的活性高于V2O5.考察了不同负载量的MnOX对NO脱除率的影响,较理想的MnOX负载量为12%(质量分数).在此基础上就不同的催化剂质量和烟气流速比(W/F)对NO脱除率的影响进行了研究,结果表明,在低温、W/F为2～3 mg/(mL·min-1)时NO的去除率较高.     

Co3O4/介孔分子筛催化剂对苯催化完全氧化的研究

分别以介孔分子筛MCM-41、MCM-48、SBA-15为载体，采用等体积浸渍法制备了氧化钴/介孔分子筛催化剂，利用N₂吸附、X射线衍射、程序升温还原等技术对催化剂进行了表征，考察了Co₃O₄的负载量及载体的孔结构对催化剂完全催化氧化苯的性能的影响。结果表明，Co₃O₄的负载量为20%时，催化剂的催化活性最好；载体的孔径和催化剂的可还原性能是影响催化活性的主要因素，催化剂活性顺序为Co₃O₄ /SBA-15> Co₃O₄ /MCM41> Co₃O₄ /MCM-48。     

燃煤烟气低温SCR脱硝中试研究

低温选择性催化还原(SCR)脱硝是国内外脱硝技术研发的热点,但目前主要集中在实验室小试范围,无法完全反映催化剂在实际烟气中的运行状况。在30 t/h循环流化床燃煤锅炉脱硫除尘装置后建设了2 000~5 000 m3/h的SCR脱硝中试装置,经系统研究发现,中试使用的蜂窝式催化剂对SO2和NO具有很强的吸附能力,且反应温度、喷氨速率和气体空速均会影响催化脱硝效率。为期5 d的连续运行实验结果表明,催化剂的脱硝效率一直稳定在30%~50%,并未发现明显的失活,这证明设计除雾除尘器、较大的混合器、混合器与反应器间较长的管路均有利于缓解催化剂因SO2、H2O和飞灰中的碱性金属导致的失活。     

Catalytic destruction of pentachlorobenzene in simulated flue gas by a V2O5-WO3/TiO2 catalyst

Pentachlorobenzene (PeCB) in simulated flue gas was destructed by a commercial V₂O₅-WO₃/TiO₂ catalyst in this study. The effects of reaction temperature, oxygen concentration, space velocity and some co-existing pollutants on PeCB conversion were investigated. Furthermore, a possible mechanism for the oxidation of PeCB over the vanadium oxide on the catalysts was proposed. Results show that the increase of gas hourly space velocity (GHSV) and the decrease of operating temperature both resulted in the decrease of PeCB removal over the catalyst, while the effect of the oxygen content in the range of 5-20% (v/v) on PeCB conversion was negligible. PeCB decomposition could be obviously affected by the denitration reactions under the conditions because of the positive effect of NO but negative effect of NH₃. The introduction of SO₂ caused the catalyst poisoning, probably due to the sulfur-containing species formed and deposited on the catalyst surface. The PeCB molecules were first adsorbed on the catalyst surface, and then oxidized into the non-aromatic acyclic intermediates, low chlorinated aromatics and maleic anhydride.     

铁氧化物复合氧化铝催化臭氧化过程中溴酸盐的生成控制简

以市售活性炭、硅藻土和氧化铝小球为载体，考察了负载铁基活性组分对催化臭氧化过程中溴酸盐的控制情况，其中，铁基复合氧化铝小球体现出更好的溴酸盐还原特性和催化剂稳定性，证实催化剂中铁氧化物是溴酸盐得到有效控制的主要活性组分。进一步考察了铁基复合氧化铝小球催化臭氧化处理实际原水过程中对溴酸盐的生成控制，以及反应过程中溶解性有机碳（DOC）的去除情况。结果表明，与单独臭氧化相比，该催化剂既能有效去除水中的溶解性有机物，又能明显抑制溴酸盐的生成，反应50 h，其活性并没有明显下降。催化剂失活主要归因于吸附位点数量的下降，可以通过负载铁氧化物来实现催化剂的再生。     

微波辐射Bi2O3/沸石-H2O2体系降解废水中的硝基苯

研究了微波辐射下，以负载于沸石上的三氧化二铋为催化剂，以双氧水为氧化剂的催化氧化体系处理硝基苯工艺。通过单因素实验法，从反应催化剂负载量、pH、双氧水用量、微波功率、反应时间、催化剂用量等方面初步考察了硝基苯在该体系中的催化氧化效果。在氧化铋负载量3%（质量比），pH=2，2 mL 30%双氧水，火力为中火，催化剂投加量为0.7 g，反应2 min，对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析。结果表明，该体系对硝基苯的去除率能够达到99.2%，COD去除率为73.91%。     

颜料红254-TiO_2光催化降解罗丹明B废水

以工业有机颜料C.I.颜料红254(DPP254)为敏化剂,通过溶剂热法对纯TiO2进行改性,得到复合光催化剂DPP254-TiO2。并通过XRD、SEM、UV-Vis DRS和N2吸附-脱附(BET和BJH)等测试手段对DPP254-TiO2进行了表征。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,研究了DPP254-TiO2在可见光下对有机污染物的光催化降解性能。同时考察了DPP254含量、反应时间、RhB初始浓度和催化剂浓度等因素对RhB降解速率的影响。结果表明,改性后的催化剂光响应范围由紫外光区拓宽到可见光区。对其光催化反应机理进行了探讨。催化剂重复使用4次,活性没有明显降低,说明催化剂具有很好的稳定性。     

钛基IrO2-SnO2电极在烟气海水脱硫恢复系统中的应用

采用浸渍-热分解法制备了含IrOx-TiO2中间层的IrO2-SnO2电极,得到的电极具有较高的析氯电催化活性和较强的稳定性,并通过电化学氧化法对Na2SO3海水脱硫模拟液进行处理,考察了电流密度、温度、pH值和电解时间等电解工艺参数对Na2SO3去除率和化学需氧量COD的影响.结果表明,在电流密度为200 mA/cm...     

Regression modelling of hourly NOx and NO2 concentrations in urban air in London

Based on hourly measurements of NO_x NO₂ and O₃ and meteorological data, an ordinary least squares (OLS) model and a first-order autocorrelation (AR) model were developed to analyse the regression and prediction of NO_x and NO₂ concentrations in London. Primary emissions and wind speed are the most important factors influencing NO_x concentrations; in addition to these two, reaction of NO with O₃ is also a major factor influencing NO₂ concentrations. The AR model resulted in high correlation coefficients (R > 0.95) for the NO_x and NO₂ regression based on a whole year's data, and is capable of predicting NO₂ (R = 0.83) and NO_x (R = 0.65) concentrations when the explanatory variables were available. The analysis of the structure of regression models by Principal Component Analysis (PCA) indicates that the regression models are stable. The results of the OLS model indicate that there was an exceptional NO₂ source, other than primary emission and reaction of NO with O₃, in the air pollution episode in London in December 1991.     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料，空心微珠为载体，采用溶胶凝胶法制备TiO₂/beads光催化剂载体，然后浸渍法制备出H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads表面负载修饰型复合光催化剂，并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性，考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明，在中性条件下，H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads催化剂的投加量为0.25 g/L，浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

微米级负载型 TiO2催化剂在光催化-膜分离反应器中的应用简

基于光催化-膜分离三相流化床反应器的结构特点及膜分离特性，以微米级MCM-41分子筛为载体，采用原位生成法制备微米级负载型TiO₂催化剂。针对微米级负载型TiO₂催化剂在光催化-膜分离反应器中的分布特性、悬浮特性、分离特性及膜污染特性进行研究。结果表明，曝气量一定的情况下，微米级负载型TiO₂催化剂在光催化-膜分离反应器中具有良好的悬浮特性，且优于纳米TiO₂。随着催化剂投加量的增加，悬浮浓度也随之增加。光催化反应器底部曝气0.3 m³/h、催化剂投加量为1 g/L时为宜。膜分离器中催化剂悬浮浓度明显低于光催化反应器；该微米级催化剂与纳米TiO₂相比具有不粘附、不堵塞膜孔等优良特性，能够有效降低膜污染，延长分离膜使用寿命。膜底曝气为0.1 m³/h时，反应器连续运行5 h（未加反冲洗）后，微米级负载型TiO₂催化剂和纳米TiO₂对膜组件的污染程度分别为膜通量衰减率4.3%和37.4%。反应器连续运行72 h，膜组件依然具有很好的分离特性。