Ce-Fe/ZSM-5催化剂NH3选择性催化还原NO性能研究

通过浸渍法将Ce和Fe负载在ZSM-5载体上,制备了1.40%Fe/ZSM-5（数字为金属组分的质量分数,下同）、0.25%Ce/ZSM-5、0.25%Ce-1.40%Fe/ZSM-5和0.50%Ce-1.40%Fe/ZSM-5催化剂。对催化剂进行了表征并研究了其NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）NO的性能。实验结果表明,双金属改性的0.25%Ce-1.40%Fe/ZSM-5催化剂的活性温度窗口范围最广,在350~450 ℃范围内NO转化率超过98%。Ce和Fe以无定型氧化物的形态良好分散在ZSM-5载体表面,没有改变ZSM-5分子筛的微孔结构。0.25%Ce-1.40%Fe/ZSM-5催化剂的有效还原峰面积更大,孤立Fe³⁺和Ce⁴⁺物种含量更多,氧化还原性能显著,催化剂表面具有丰富的中等强度酸性位且酸量较大,有利于 NH₃-SCR 反应的进行。     

锰铈复合氧化物形貌对其NH3-SCR性能的影响

采用水热一锅法制备了锰铈复合氧化物催化剂，优化了Mn与Ce的摩尔比，在此基础上通过改变碱用量或水热温度得到不同形貌的催化剂，考察了其NH₃-SCR性能。催化剂中Mn与Ce的摩尔比以25∶75为最佳。催化剂的形貌显著影响其NH₃-SCR性能，纳米棒形貌的催化剂具有最佳的催化性能，优先暴露{110}晶面有利于提高催化性能。纳米棒和纳米多面体形貌的催化剂的抗水性能优于纳米立方体。Mn与Ce的摩尔比为25∶75的纳米棒催化剂具有最大的平均孔径和总孔体积，较多的弱酸和中强酸位，丰富的表面化学吸附氧和Mn⁴⁺物种，以及强氧化还原性能，这些特点使其具有最佳的NH₃-SCR性能。     

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V₂O₅-MoO₃/TiO₂脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga₂O₃质量分数的V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂脱硝催化剂。采用XRD、N₂-吸附脱附、H₂-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH₃-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示：Ga的添加对催化剂上MoO_x物种的影响不大,但降低了催化剂上VO_x物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga₂O₃质量分数为0.2%时,V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂催化剂的脱硝性能最佳。     

蜂窝状Ce/Cr掺杂Cu基催化剂用于乙烷的催化燃烧

以蜂窝堇青石陶瓷为载体,采用浸渍法负载氧化铝涂层和活性组分,制备了蜂窝状Ce/Cr掺杂Cu基催化剂。运用BET,XRD,XPS,H₂-TPR技术对催化剂进行了表征,并对其乙烷催化燃烧活性进行了评价。表征结果显示,Ce/Cr掺杂提高了催化剂表面化学吸附氧的含量,提升了催化剂在较低温度下的氧化还原性能。实验结果表明：在入口乙烷质量浓度2 000 mg/m³、反应空速20 000 h^-1的条件下,Cu-Ce催化剂较Cu催化剂的T₅₀和T₉₀（乙烷转化率为50%和90%时的反应温度）分别降低了46 ℃和101 ℃,降幅高于Cu-Cr催化剂的38 ℃和78 ℃;较高反应空速（30 000 h^-1）对催化反应不利,乙烷浓度对催化剂活性的影响不明显;550 ℃下Cu-Ce催化剂对乙烷的转化率100 h内保持在99%以上,表现出良好的稳定性。     

CeMn氧化物催化剂的制备及其对甲苯的催化降解性能

采用草酸沉淀法合成了铈锰 氧化物（CeMn氧化物）催化剂,在固定床反应器中考察了不同Ce-Mn摩尔比、空速对CeMn 氧化物催化剂催化降解甲苯效果的影响,通过XRD、SEM、XPS等技术表征了催化剂的理化性质。实验结果表明：当n（Ce）∶n（Mn）=1∶3时得到的Ce₁Mn₃催化剂降解甲苯的活性最佳,T₅₀=198 ℃,T₉₀=249 ℃,且Ce₁Mn₃催化剂具有较好的活性稳定性;随着空速的增加,Ce₁Mn₃催化降解甲苯的性能变差。表征结果表明：CeMn氧化物形成的Ce-Mn固溶体使CeMn氧化物表面氧空位浓度增加,加快了氧物种在催化剂内部及表面的流动传输;Ce氧化物与Mn氧化物之间的协同作用使催化剂的还原峰向低温方向偏移,CeMn氧化物展现出更优异的低温活性。     

Cu2O-g-C3N4异质结催化剂光催化降解甲基橙

采用水热还原法和高温煅烧法将Cu₂O生长到石墨型氮化碳（g-C₃N₄）表面,制得Cu₂O-g-C₃N₄异质结复合光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM、DRS、PL、BET等技术对催化剂进行了表征,研究了Cu₂O-g-C₃N₄降解甲基橙的光催化性能及主要活性物种。实验和表征结果表明： Cu₂O与g-C₃N₄面面接触,两相间化学作用强烈;Cu₂O-g-C₃N₄催化剂能有效利用太阳光,电子-空穴得到有效分离;当n（Cu₂O）∶n（g-C₃N₄）=5∶1时,Cu₂O-g-C₃N₄催化剂的活性最佳,在可见光下反应30 min时,甲基橙降解率达84.1%;Cu₂O-g-C₃N₄具有较好的活性稳定性,重复使用6次,甲基橙降解率降至64.7%;电子-空穴是Cu₂O-g-C₃N₄光催化降解甲基橙的主要活性物种。     

CeO2/TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究

利用废气中本身含有的CO催化还原烟气中的NO_x,可以实现以废治废。采用TiO₂纳米管负载CeO₂,制备CeO₂/TiO₂纳米管催化剂,并对其进行了SEM表征及影响因素实验。实验结果表明：在n（Ce）∶n（Ti）=3∶7、焙烧温度500 ℃、焙烧时间3 h时制备的CeO₂/TiO₂纳米管催化剂形貌较好,表面颗粒分布相对均匀;反应温度400~600 ℃时NO脱除率达98%;该催化剂具有一定的抗氧性能;当n（SO₂）∶n（NO）=（1∶2）~（2∶1）时,NO脱除率仍然在95%以上。     

低温NH3-SCR催化剂抗水抗硫性能研究进展

针对低温氨选择性催化还原(NH₃-SCR)催化剂易因烟气中水蒸气和SO₂中毒的问题,从制备方法、载体类型、结构形貌调控3个方面综述了提高低温NH₃-SCR催化剂抗水抗硫性能的方法,深入探讨了催化剂结构形貌与其抗水抗硫性能之间的关系,详细介绍了低温NH₃-SCR催化剂设计和制备的新思路,并指出,今后应加强低温NH₃-SCR催化剂结构和形貌调控方面的研究。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体，先后负载CeO₂，MnC₂O₄，Fe（NO₃）₃，CrO₃，Ni（NO₃）₂，NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂，并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe，Mn，Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%，w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%，w（CrO₃）=10%，w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%，w（NH₄VO₃）=10%，w（CeO₂）=5%，w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂，在脱硝反应温度为205 ℃的条件下，NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用，NO转化率仍可稳定在94%左右。     

CuWO4/WO3的制备及其对含油污泥的光催化氧化处理

采用焙烧法在WO₃载体表面原位生成CuWO₄，构建了CuWO₄/WO₃光催化剂。利用XRD、拉曼光谱、XPS、SEM和EDS等表征了样品的结构和形貌，表征结果显示，CuWO₄/WO₃催化剂为异质结结构。CuWO₄/WO₃光催化去除含油污泥COD实验结果表明，CuWO₄/WO₃的光催化活性较WO₃有明显提升，Cu与W的质量比为4%的CuWO₄/WO₃催化剂的光催化活性最高，其6 h内COD去除率为94.2%。CuWO₄/WO₃光催化去除含油污泥COD过程中，·OH和·O₂^-为主要活性物种。     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。     

脱硝性能V2O5-WO3-CeO2/TiO2催化剂的制备及其

采用一步浸渍法和分步浸渍法分别制备了V_2O_5-WO_3-CeO_2/TiO_2催化剂,考查了其脱硝性能、抗SO_2中毒性能和脱硝活性稳定性,并通过SEM、EDS、XRD、激光拉曼等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明:分步浸渍法制备的催化剂的脱硝活性优于一步浸渍法,且抗SO_2中毒能力更强;在m(V_2O_5)∶m(WO_3)∶m(CeO_2)∶m(TiO_2)=1∶5∶10∶100时催化剂脱硝活性最佳,且具有良好的脱硝活性稳定性。表征结果显示,分步浸渍法与一步浸渍法制备的催化剂晶型结构相差不大,而分步浸渍法制备的催化剂颗粒粒径更小、更均匀,催化剂中Ce、O、V和W元素的含量更高。     

TiO2载体对Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝活性的影响

以TiO₂为载体,选取过渡金属元素Mn为活性组分,稀土金属元素Ce为活性助剂,采用分步共混法制备了Mn-Ce/TiO₂催化剂（活性组分负载量16%）,系统研究了TiO₂载体的晶型和晶粒尺寸对催化剂脱硝活性的影响。实验结果表明：分别以锐钛矿型和金红石型TiO₂为载体制备的催化剂,其低温脱硝活性相差不大,活性组分均以无定型态高度分散于载体中,以金红石型TiO₂为载体制备的催化剂中部分TiO₂转变为锐钛矿型;以不同晶粒尺寸TiO₂载体制备的催化剂的低温脱硝活性相差较大,比表面积较大、晶粒尺寸较小的TiO₂载体制备的催化剂,其脱硝活性低于晶粒尺寸较大的TiO₂载体制备的催化剂。     

复合载体对选择性催化还原催化剂低温脱硝性能的影响

采用浆液浸涂法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆Al2O_3-TiO_2-ZSM-5分子筛复合载体,并通过浸渍法负载活性组分Mn-Fe-Ce,制备了M/ATZ-CC选择性催化还原催化剂。考察了催化剂的低温脱硝活性和抗水性能,表征了催化剂的物性参数和氨-程序升温脱附性能。实验结果表明,M/ATZ-CC催化剂具有优异的脱硝活性和抗水性能,在反应温度为160℃、水蒸气加入量为10%(φ)、NO体积分数为0.1%、n(NH_3)∶n(NO)=1、O_2体积分数为3.0%、体积空速为3 000~10 000 h~(-1)的条件下,NO去除率在80%以上。表征结果显示,该催化剂的比表面积、孔径、弱酸酸量、中强酸酸量和总酸量得到了显著提高。     

非负载无定形态Mn-Ce催化剂的脱硝性能分析

以自制复配无机锰盐和分析纯六水合硝酸铈为原料,制备了非负载无定形态Mn-Ce催化剂,运用XRD,XPS,NH_3-TPD技术对其进行了表征,并对其脱硝活性进行了评价。结果表明:所制备催化剂的体相结构为高度无定形态;催化剂中的Mn和Ce元素主要以MnO_2和CeO_2的形式存在;催化剂表面有大量的化学吸附氧和弱酸位点,并表现出较好的NH_3吸附性能;该催化剂不仅具有较高的脱硝活性,而且还有较宽的活性温度范围,80~300℃的脱硝率均达90%以上。     

微波焙烧法与马弗炉焙烧法处理废脱硝催化剂的效果比较

用Na_2CO_3作为助溶剂、Na_2O_2作为消解剂,采用微波焙烧法和马弗炉焙烧法消解处理废钒钨钛脱硝催化剂。通过XRF、BET、XRD和NH_3-TPD技术对两种消解方法制得的钛钨粉样品进行了表征。表征结果显示,与马弗炉焙烧法相比,微波焙烧法得到的钛钨粉纯度更高,TiO_2与WO_3含量之和大于96.7%(w),且该钛钨粉还具有更高的比表面积和酸性,可以作为钒钨钛脱硝催化剂的生产原料再利用。