以碳化钨和碳化钼为活性组份的汽车排气催化剂

制备了几种碳化钨和不同Mo/W原子比的钨钼混合碳化物催化剂样品。用模拟汽车排气的人造废气,对该催化剂去除CO、NOx和丙烷的性能进行了测试。用X射线光电子谱测定法(XPS)及H和CO选择性化学吸附法对该催化剂表面性能进行了测试。与主要含Pt和Rh的三效催化剂相比,碳化钨对CO和NO的转化呈现出良好的活性。然而,这种碳化钨对丙烷的氧化是无效的。钼、钨混合碳化物的活性很低,其差距明显。     

以堇青石蜂窝陶瓷为载体的新型钒氧化物脱氮催化剂研究

以TiO₂/Al₂O₃/堇青石蜂窝陶瓷为载体,以V₂O₅-MoO₃-WO₃为活性组分,用于氨法选择性催化还原烟气中NO的新型催化剂,并对该催化剂的活性性能和微观结构进行了评价和表征.同时,将该催化剂的活性性能与其它几种活性组分相同但载体、制备方法、结构不同的催化剂进行了对比.对比结果表明,该新型催化剂能取得最好的选择性催化还原氮氧化物催化性能BET、FT IR、XPS表征实验结果表明,其高催化活性得益于大比表面积及大孔体积,而TiO₂/Al₂O₃/堇青石蜂窝陶瓷载体及其制备方法对获得好的催化剂构型起了至关重要的作用.     

Pd/CZ/Al2O3催化剂的制备、表征与三效催化性能

以共浸渍法制得的氧化铝负载铈锆固溶体为载体,并浸渍贵金属Pd得到了Pd/CZ/Al₂O₃催化剂.实验结果表明,该催化剂在老化前后都表现出良好的三效催化活性,新鲜样品Pd/CZ/Al₂O₃活性与Pd/CZ相当,老化后样品前者优于后者.结合XRD,BET,TPR等表征手段,讨论了Pd/CZ/Al₂O₃的催化活性特别是高温老化后活性与其组成结构之间的内在关系,揭示了其老化后仍具有较高活性的主要原因在于保持了Pd与CZ/Al₂O₃复合载体之间的强相互作用(SMSI).     

Cu-Mg-Al催化剂上NOx储存及分解性能研究

采用共沉淀方法制备了Cu-Mg-Al水滑石混合氧化物催化剂,并对该催化剂及其前驱物进行了XRD表征.使用等温吸附、程序升温脱附以及C₃H₆程序升温表面反应分别考察了催化剂上NO_x储存及分解反应性能.结果表明,由于Cu-Mg-Al催化剂中CuO组分发挥了NO氧化作用,促进了进气中NO_x以硝酸盐方式吸附在催化剂上,因此该催化剂具有很好的NO_x储存性能;在富燃条件下,C₃H₆能够显著降低催化剂上硝酸盐的热稳定性,在160～360 ℃温度范围内,这些硝酸盐会迅速分解成气态NO_x,同时随着C₃H₆加入量的提高,C₃H₆也可以将少量气态NO_x进行还原.     

Mn-Ce/TiO2低温SCR催化剂成型过程添加剂的影响

催化剂成型过程中添加剂的种类和添加量对成型后催化剂的机械强度、成型效果和催化性能有很大影响.本文研究了Mn-Ce/TiO₂催化剂制备过程中添加剂对催化剂的低温脱硝性能和机械性能的影响.结果表明,添加10%的拟薄水铝石作为黏结剂,可使催化剂具有较强的机械强度;添加2.5%的活性炭作为造孔剂,可以有效改善催化剂的孔结构.催化剂成型后脱硝性能下降,反应温度为90℃和120℃时,催化剂的NO_x转化率分别下降了15%和30%左右,当温度到达150℃及以上时,催化剂成型前后的脱硝性能基本一致.最后,通过BET、FT-IR、NH₃-TPD和H₂-TPR表征分析原因：成型后催化剂比表面积和孔容下降,催化剂的表面酸性位点和氧化还原能力下降都会影响催化剂的脱硝性能,所以催化剂成型后低温活性变差.     

一种富稀土型三效催化剂的性能考察

对一种富烯土型三效催化剂的性能进行了考察，结果表明：该催化剂具有较好的三效活性和较好的启燃温度特性，具有较宛的空速适应范围，在空速为84000h^-1时，CO,NOx的转化率仍在90％以上，HC转化率仍在70％以上，该催化剂具有较好的耐老化性能，经实验室快速老化实验，即相当于实车行驶8万km,CO劣化系数，1.09,HC劣化系1．05，NOx劣化系数1．06，该催化剂经桑塔纳轿车整车28工况测试，其交化效果与该车配置的美国Engelherd公司的催化剂相当。     

新一代三效催化剂的关键材料─CexZr1-xO2固溶体研究进展

汽车尾气排放法规的日趋严格迫切要求开发高性能的三效催化剂.传统三效催化剂中的CeO2高温下易发生烧结而降低或失去储氧能力.而加入锆所形成的CexZr1-xO2固溶体具有良好的抗高温老化性能、低温还原性能和较高的储氧能力,可以作为新一代三效催化剂的关键材料.     

改性钒基整体式催化剂的制备及其对燃煤烟气中甲苯与一氧化氮的同步去除性能

采用工业上简易可行的单组分浸渍法和多组分浸渍法制备了一系列Cu/Fe/Mo改性的钒钛基整体式催化剂,考察了不同整体式催化剂制备工艺及浸渍液浓度对催化剂在模拟燃煤烟气中对甲苯和NO同步去除的性能,并优选出适应燃煤烟气的改性催化剂制备工艺及配方.结果表明,使用单组分浸渍法制备的浸渍液浓度为0.5%的Fe改性钒钛基整体式催化剂具有最优的活性和选择性,在350℃下对甲苯和NO的转化率分别达到99%和94.9%,对CO_x和N₂的选择性分别为88%和96.4%,XRD和SEM-EDS-Mapping结果表明,改性组分（Cu/Fe/Mo）均匀分散在钒基整体式催化剂表面,Fe改性材料具有最大的比表面积和孔容,因而可提高甲苯和NO的同步脱除性能.     

新一代三效催化剂的关键材料—CexZr1—xO2固溶体研究进展

汽车尾气排放法规的日趋严格迫切要求开发高性能的三效催化剂。传统三效催化剂中的CeO2高温下易发生烧结而降低或失去储氧能力。而加入锆所形成的CexZr1-xO2固溶体具有良好的抗高温老化性能、低温还原性能和较高的储氧能力，可以作为新一代三效催化剂的关键材料。     

Pd/Ce0.5Zr0.5O2三效催化剂负载方法

分别采用沉积沉淀、直接混合和传统的浸渍法制备1% Pd/Ce_0.5Zr_0.5O₂ 催化剂, 研究了Pd负载方法对催化剂活性影响.运用H₂-TPR和原位漫反射红外(DRIFTS)研究了Pd-铈锆载体间的相互作用及Pd/Ce_0.5Zr_0.5O₂催化剂上的三效反应机理.结果表明沉积沉淀法制备的Pd/Ce_0.5Zr_0.5O₂催化剂(Pd-DP)表现出最强的Pd-载体作用及最优活性,原位红外实验发现Pd-DP上存在与传统的浸渍法制备的Pd-IMP催化剂不同的NO催化还原途径,推测Pd-载体间相互作用引起NO还原机理差异,进而导致活性差异.     

蜂窝状筛网催化剂上NH_3催化还原NO

 采用蜂窝状筛网载体担载V₂O_5-WO₃-TiO₂研究NH₃选择性催化还原气体中的氧化氮.在催化剂中加入2%的磷酸具有良好的黏结性能.2%(wt.)～4%(wt.)磷酸的加入有助于提高催化剂的催化活性.磷酸的添加量大于4%(wt.)时导致NO转化率降低.同时,磷酸的加入有助于抑制高温下氨氧化反应的发生.壳型法制备的催化剂较体型法具有更高的传质性能,但前者的稳定性和使用寿命不如后者.     

钙钛矿LaMnO3负载贵金属在催化氧化碳烟中的作用

采用共沉淀法制备钙钛矿LaMnO₃,并用浸渍法在LaMnO₃上负载不同的贵金属得到系列催化剂.利用程序升温氧化反应对催化剂催化氧化碳烟的性能进行了测试.程序升温还原(H₂-TPR)、BET、XRD、SEM和FT-IR等表征手段对催化剂进行了表征.结果表明,当Pd的负载量在0.5%时,催化剂Pd/LaMnO₃的催化性能最好,和单独的LaMnO₃相比,最高燃烧速率温度降低了40℃.当负载量较小和较多时,碳烟起燃温度反而会比LaMnO₃高.在5种贵金属负载的催化剂中,其中Pd催化性能最好,依次为Au、Ru、Pt和 Rh.TPR测试表明贵金属的负载有助于钙钛矿中Mn⁴⁺的还原,对高温时Mn³⁺的还原作用不大.XRD衍射角向低角度出现了少许偏移,显示负载在表面的贵金属部分进入钙钛矿LaMnO₃的晶格结构中,使其晶粒增大;BET和SEM结果表明催化剂在反应后出现了轻微团聚现象.IR图谱显示反应前后,主要特征红外吸收带没有明显变化, 表明催化剂具有较好的结构稳定性.适量的贵金属在钙钛矿LaMnO₃上负载,能够有效地提高催化燃烧碳烟的活性.     

改性贵金属催化剂催化还原脱除NO

含有NO的工业废气直接排放会严重污染空气,须对含有NO的工业废气进行净化处理.采用NH3为还原剂贵金属铂催化剂进行了低温还原NO脱除烟气中氮氧化物性能的研究.结果表明:实验室制备的贵金属铂催化剂具有高的低温活性和选择性催化还原脱除NO的性能,但该催化剂易被原料气中少量的硫化物(SO₂)中毒而影响其稳定性;用稀土元素La和Ce对贵金属铂催化剂进行改性,改性后贵金属铂催化剂的稳定性得到了大幅度提高,出口气体中氮氧化物浓度大幅度降低.本实验Pt∶La∶Ce最佳摩尔比为1∶3.78∶3.56.     

Ce/Zr系列催化剂上碳颗粒物燃烧行为

分别在TG和TPO上考察了CeO₂,ZrO₂及不同Ce/Zr比的CexZr1-xO₂固溶体催化剂上soot的燃烧性能,同时考察了反应气氛对活性的影响.结果表明:Ce基催化剂能明显降低soot的起燃温度,Ce/Zr比的不同导致Ce_xZr_1-xO₂催化剂性能的差异.反应的速度控制步骤随O₂浓度的不同而改变;H₂O对Ce_0.5Zr_0.5O₂上soot的氧化活性基本没有影响;由于NO氧化产生的NO₂具有更强的的氧化能力,因此NO对soot的燃烧具有促进作用,起燃温度降低了30℃.催化剂上的β氧种参与了soot燃烧过程.     

金属改性对SAPO-34低温还原NO性能的影响

采用浸渍法制备金属改性SAPO-34分子筛催化剂,分析比较了不同单金属（Cu或Co）及不同比例双金属（Cu：Co=1：1、3：1、5：1,质量比）改性催化剂对NO的催化还原性能,评价了不同催化剂的N₂选择性,并采用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试、X射线衍射分析（XRD）、NH₃-程序升温脱附（NH₃-TPD）等表征手段对催化剂的物化性能进行了分析.结果表明,单金属Cu改性催化剂具有较宽的温度区间,在250~450℃范围内NO的转化率始终保持在100%;双金属改性使NO转化率保持为100%的最低温度下降了25~50℃,显著拓宽了低温段窗口,其中,Cu₃Co₁/SAPO-34催化剂的低温催化还原性能最好,200℃即可实现100%的NO转化率,175℃下的转化率也高达80%以上.Cu-Co双金属改性SAPO-34分子筛催化剂具有优异的低温催化还原NO性能,具有在机动车尾气、工业废气的低温脱硝治理领域应用的潜力.     

钯、铜、锰、铈三效催化剂性能研究

应用脉冲－火焰反应装置、ＸＲＤ、ＴＰＲ和氢氧滴定技术来研究Ｐｄ－Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ三效催化剂的性能。实验结果表明，不同的制备Ｐｄ－Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ催化剂的方法，则催化活性各不相同。在分层制备的催化剂中，催化性能主要以外层组分性能为主；以混合浸渍法制备的样品中，ＣｕＭｎ＿２Ｏ＿４相消失，Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ表面氧环境发生变化；表面活性剂的添加改变了Ｐｄ的分布，使催化剂表面易于还原；这些改变均对催化剂的三效性能发生影响。催化剂表面的有效贮氧量与三效活性没有明显的关系。     

Ru负载促进GeZnNO固溶体光解水反应的机理研究

光催化水分解生成氢气和氧气是解决环境污染和能源危机的方法之一,但当前对光解水的反应机理研究较少.本文通过进一步研究反应路径,以期为合成高效率光解水反应光催化剂提供新思路.采用固态合成法制备了GeZnNO可见光催化剂,并对部分催化剂进行RuO₂改性.同时,通过XRD、BET、UV-vis-DRS、PL等方法对催化剂进行表征.在整个光催化水分解体系中加入可能的中间产物H₂O₂,分别观察?OH和O₂的变化,初步证明H₂O₂是水分解中间产物,并提出相应水分解反应机理.通过在整个光催化水分解体系中加入Fe³⁺,观察?OH和O₂的变化, 进一步验证了前面的推测.最终结果表明,H₂O₂是光催化水分解反应体系中氧气生成的中间产物,对整个水分解起着重要作用.同时发现,RuO₂助催化剂不仅具有析氢位点的作用,还能够催化H₂O₂分解产生O₂,促进水分解的进行.该研究结果可为光催化水分解性能的进一步提高提供理论参考.     

非均相催化湿式氧化法再生活性炭实验

使用自制的CuO-Al₂O₃催化剂对苯酚饱和活性炭进行非均相催化湿式氧化再生研究,系统观察了反应条件对非均相催化湿式氧化再生活性炭的影响.实验中得到非均相CuO-Al₂O₃催化湿式氧化再生活性炭的最佳条件为:反应温度210℃,反应时间60min,催化剂投加量25mg(以铜离子计),反应氧分压0.6MPa(25℃),投炭量15g(干炭量),加水量300mL.通过对催化剂进行X衍射分析,并对催化剂的稳定性进行实验,可以得出该催化剂在催化湿式氧化再生活性炭的过程中具有较好的稳定性.     

Pt颗粒负载对CeO2臭氧催化氧化甲苯的增强作用

通过铂颗粒吸附法制备得到Pt/CeO₂催化剂应用于臭氧催化氧化甲苯反应,研究了Pt颗粒负载对CeO₂臭氧催化氧化甲苯的增强作用.采用氢气程序升温还原（H₂-TPR）、氧气程序升温脱附（O₂-TPD）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（Raman）等手段对催化剂进行表征,结果显示,CeO₂负载Pt颗粒后,Pt与CeO₂存在相互作用,提高了CeO₂上氧空位的含量.臭氧分解实验证实了Pt/CeO₂催化剂具有更好的臭氧分解性能.臭氧催化氧化甲苯评价结果表明,Pt/CeO₂具有比CeO₂更优异的催化性能,在80 ℃时甲苯降解率、CO₂产率和臭氧分解率分别达到92.3%、92.1%和99.9%.原位拉曼进一步研究了臭氧分解生成的氧物种种类及含量,以及甲苯存在时氧物种的变化,结果表明,臭氧在氧空位上分解产生的过氧物种较为稳定,是氧化甲苯的重要活性物质.因此,Pt颗粒负载在CeO₂上能增强臭氧在催化剂上分解,并形成更多过氧物种,最终提升臭氧催化氧化甲苯的性能.     

Fe3O4-CeOx/AC催化剂的制备及其催化臭氧氧化降解盐酸四环素

四环素是一种常见抗生素,近些年来在地表水中被频繁检出,严重威胁水体安全及人类健康.采用水热法及浸渍焙烧法制备了Fe₃O₄-CeO_x/AC催化剂,考察了利用该催化剂在臭氧氧化水中四环素中的性能,结果表明：在煅烧温度为600 ℃,煅烧时间为3 h,制备浸渍液中Fe₃O₄、Ce（NO₃）₃·6H₂O、活性炭质量比为2∶1∶2的条件下,该催化剂效果最好,且持续实验90 min后仍可保持催化活性和较低的金属浸出率.当四环素初始浓度为20 mg·L^-1,臭氧用量为4 mg·L^-1·min^-1,溶液初始pH为5,催化剂投加量为0.2 g·L^-1时,10 min内四环素去除率可达99%以上,90 min内TOC去除率达到38%.利用SEM、XPS等多种手段对该催化剂进行了表征,通过淬灭实验证实在体系中·OH起到了催化作用.