催化剂Cu/HZSM-5的硅铝比对催化分解N2O的影响

为系统研究Cu/HZSM-5硅铝比对其各类性能的影响,采用等体积浸渍法与离子交换法,以硅铝比为27、50、117的HZSM-5为载体,制备负载型N_2O催化分解催化剂Cu/HZSM-5和Cu/ZSM-5,催化剂的活性组分为CuO。通过催化剂反应活性评价、X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析结果,对2种方法制备催化剂活性的差异进行了分析。利用比表面积孔径分析仪(BET)、X射线衍射分析(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线荧光光谱分析(XRF)、氢气程序升温还原分析(H_2-TPR)、氨气程序升温脱附分析(NH_3-TPD)等表征手段对催化剂物化性质等进行分析,得到载体HZSM-5的硅铝比差异对催化剂特征结构、比表面积、特征形貌、酸性位数量、可还原性能的影响规律。等体积浸渍法制备的催化剂活性评价结果表明,硅铝比为27的Cu_8/HZSM-5催化剂活性最好,完全催化分解N_2O的温度在400℃左右。水热稳定性实验结果以及寿命实验结果表明,硅铝比为27的Cu_8/HZSM-5具有良好的水热稳性,3种硅铝比的Cu_8/HZSM-5催化剂均具备良好的热稳定性。Cu/HZSM-5的活性评价以及各种表征结果显示,在一定范围内,硅铝比越低,催化剂活性越好。     

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。     

不同Cu交换分子筛脱除柴油机尾气中的NOx

以BEA、ZSM-5和SAPO-34分子筛为载体,采用离子交换法制备了用于柴油机尾气中氨选择性催化还原(NH3-SCR)NOx的Cu改性分子筛催化剂.采用XRF、ICP、H2-TPR、和NH3-TPD等表征对催化剂样品的理化特性进行了分析.结果表明,分子筛类型影响铜交换量和铜物种的存在状态.借助H2-TPR和UV-Vis分析可以清晰地看出,在不同类型的分子筛上Cu的还原能力和配位环境明显不同.铜元素引入后,3类分子筛的SCR活性都有明显的改善.3种Cu-交换分子筛的抗高温水热老化能力却明显不同:老化的Cu-SAPO-34依然保持良好脱硝性能而老化的Cu-ZSM-5严重失活.     

用于燃气锅炉的低温氨气选择性催化还原催化剂研究进展

煤改气"工程在中国逐步推行,适用于燃气锅炉尾气脱硝的低温氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)催化剂将具有广泛的应用前景。从催化剂种类及催化剂结构两个方面汇总了可用于燃气锅炉尾气脱硝的低温NH_3-SCR催化剂。简述了低温NH_3-SCR催化剂的H_2O中毒机理,为进一步研发适用于燃气锅炉尾气脱硝的抗H_2O性催化剂提供方向。对用于燃气锅炉的低温NH_3-SCR催化剂未来的研究重点进行了展望。     

O_2/CO_2燃烧烟气成分对再生催化剂脱硝效果的影响

由于富氧燃烧(O_2/CO_2)烟气中高浓度的CO_2会对再生后催化剂脱硝性能产生影响,以某电厂空气燃烧下失活的SCR脱硝催化剂为实验样品,分别采用去离子水、0.5 mol·L~(-1)H_2SO_4以及0.1 mol·L~(-1)NH_4Cl等再生液浸渍法对其进行再生,然后模拟O_2/CO_2燃烧下的烟气成分作为实验气体,在活性测试平台上对再生前后催化剂性能进行评估,与空气燃烧烟气下进行对比,并利用BET、X射线光谱(XRF)、ICP-MS和离子色谱(IC)以及热重(TG)等测试手段对催化剂进行表征。结果表明:失活样品经水、H_2SO_4和NH_4Cl溶液浸渍后可除去中毒元素并恢复其比表面积,在模拟燃烧烟气下对应的活性均有所恢复但效果不一,其中H_2SO_4和NH_4Cl再生效果明显好于水洗,且H_2SO_4和NH_4Cl洗后的样品在O_2/CO_2燃烧烟气下再生效果好于空气下,而水洗后的样品在空气燃烧烟气下更好;经XRF分析表明催化剂表面的活性组分V2O_5在水中溶解比较微弱,但在H_2SO_4和NH_4Cl中溶解性较大。     

反应条件对Cu/Ni/Fe类水滑石去除CS_2的影响

采用共沉淀法合成Cu/Ni/Fe三元类水滑石衍生氧化物作为催化剂,从反应温度、空速、进口浓度、氧含量和相对湿度等方面考察了该催化剂对二硫化碳(CS_2)催化水解性能的影响以及不同反应条件对催化剂硫容的影响。实验结果表明:当反应温度为60~70℃、反应空速为2 000~4 000 h~(-1)、进口浓度为100~340 mg·m~(-3)、相对湿度为0.47%~0.67%时,该催化剂具有较高的脱硫效果和工作硫容;O_2含量的增加促进了水解产物H_2S氧化为硫酸盐,进而堵塞催化剂的碱性位,加快了催化剂中毒失活;H_2O和CS_2之间存在竞争吸附,一定含量的水蒸气有利于CS_2的水解反应,而过高含量的水会阻碍水解反应的进行,导致催化剂失活。     

SO_2对Zr掺杂Mn-Ce/GR催化剂低温脱硝性能的影响

通过水热法分别制备掺杂Zr、Sb、Sn和Si的Mn-Ce/石墨烯(Mn-Ce/GR)催化剂,考察了其在低温氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)过程中对NO_x的去除效率和抗SO_2中毒性能。结果显示,掺杂Zr后,催化剂具有良好的低温脱硝活性,在120℃时,其NO_x转化率和N_2选择性分别达到97.26%和98.97%,且当进气中SO_2的体积分数为200×10~(-6)时,其抗硫性明显优于掺杂其他3种元素的催化剂,原因是硫酸盐在掺杂Zr催化剂表面的沉积速率有所减缓。通过Raman、XRD、HRTEM、SEM、BET、XPS、FT-IR、H_2-TPR以及NH_3-TPD等表征手段对掺杂Zr的Mn-Ce/GR新鲜催化剂和失活样品进行表征分析。发现,SO_2对掺杂Zr催化剂的毒化作用主要有4个方面:Oα大量减少,还原能力减弱;活性组分CeO_2含量减少,储氧能力减弱;催化剂表面Zr含量减少,酸性位点减少;硫酸盐和硝酸盐在催化剂表面大量沉积,减少了催化剂的比表面积。     

纳米零价铁脱硫剂的制备及其脱硫性能评价

以溶胶-凝胶法制备的炭气凝胶为载体,硝酸铁为主要原料,并通过浸渍法煅烧得到纳米铁高温脱硫剂50%Fe/C500。同时,以沸石分子筛(ZSM-5)为载体,采用溶胶-凝胶法制备50%Fe_2O_3/ZSM-5高温脱硫剂作为对比。以炭气凝胶为载体的脱硫剂较ZSM-5为载体的脱硫剂得到的活性组分不同,其中炭气凝胶为载体得到的活性组分纳米铁,ZSM-5为载体活性组分为Fe_2O_3。利用N_2吸附/脱附、场发射扫描电镜、X射线衍射、分析手段对脱硫剂脱硫前后的表面结构、物相和化学结构进行表征,并在固定床反应器中研究了脱硫剂的硫化温度、气氛组分(H_2、CO)、载体对其脱硫性能的影响。研究结果表明,在500~650℃温度范围内,高温脱硫剂的最佳硫化反应温度为600℃;50%Fe/C500脱硫剂的穿透硫容比50%Fe_2O_3/ZSM-5脱硫剂大,还原性气体对纳米铁脱硫剂的影响较小。     

CuCoO_x/TiO_2催化氧化NO性能研究

采用浸渍法制备了CuCoOx/TiO2催化剂,考察了焙烧温度、反应温度、氧含量、NO浓度和空间速度对催化剂催化氧化NO性能的影响,并考察了催化剂的抗硫抗水性能.XRD、TPR和BET分析表明,350℃焙烧的催化剂具有Cu-Co2O4尖晶石结构,比表面积大,对N0的氧化效果好.在空速为5 000 h-1,NO进口浓度500 mg/m3,含氧量10%的条件下,反应温度300cc时N0转化率可达79.5%,250℃时N0转化率接近50%.该催化剂具有良好的单独抗SO2、抗H2O毒化性能,H2O和SO2同时存在时很快失活.该催化剂可用于不同时含H2O和SO2的含NO气体催化氧化后再吸收处理.     

WO3-MnOx/TiO2-ZrO2催化剂脱汞性能研究

在溶胶-凝胶法制备MnO_x/TiO_2-ZrO_2催化剂的基础上采用分步浸渍法制备WO_3-MnO_x/TiO_2-ZrO_2系列催化剂,通过BET比表面积检测法、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)等表征手段对该催化剂微观结构及氧化还原性能进行了相关的表征检测,并通过气固催化床对催化剂氧化脱除Hg~0的性能进行了检测。结果表明,在WO_3、MnO_x负载量分别为7%(质量分数,下同)、5%和TiO_2与ZrO_2摩尔比2∶1的条件下,制备的催化剂比表面积、孔容分别达到161.73m~2/g、0.031 7mL/g,该结构有利于Hg~0吸附,同时无定形MnO_2及Mn_2O_3的负载提升了催化剂的氧化性能,相对于MnO_x/TiO_2-ZrO_2催化剂在200～400℃具有较高的脱汞效率,在SO_2质量浓度小于1 200mg/m~3时,其抗H_2O、抗SO_2性较好。     

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.     

Cu-CuO-MnO_2核壳催化剂的制备及其催化降解亚甲基蓝的性能

在Cu基底上制备Cu(OH)_2,水热条件下KMnO_4在Cu(OH)_2表面分解为MnO_2、煅烧得到Cu-CuO-MnO_2核壳催化剂。用XRD、SEM、Raman和TG对该催化剂进行了表征,并研究了其催化H2O2降解亚甲基蓝的性能。研究了催化剂制备过程中KMnO_4分解反应时间、煅烧温度及催化过程中H2O2的用量对其催化降解性能的影响。结果表明:KMn O4分解反应时间3 h、煅烧温度250℃、H_2O_2的用量6 m L时,该催化剂的使用可使亚甲基蓝降解率达到96.4%。催化剂的重复循环使用结果表明,循环5次使用降解率均高于94%。表明Cu-Cu O-Mn O2核壳催化剂具有较高的催化性能及稳定性,对染料废水的处理具有潜在应用价值。     

焙烧温度对TiO_2催化剂催化燃烧性能的影响

以TiOSO_4·2H_2O为原料,采用沉淀法制备了TiO_2催化剂,考察焙烧温度对TiO_2催化剂催化燃烧二氯甲烷(DCM)性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光(XRF)等分析方法对TiO_2催化剂进行表征。结果表明:TiO_2催化剂的催化活性随着焙烧温度的变化而存在差异;适量硫酸根的存在有利于TiO_2催化剂催化活性的提高;TiO_2催化剂存在锐钛矿的衍射峰,随着焙烧温度升高,平均晶粒尺寸变大,结晶度变高,比表面积下降,表面颗粒尺寸变大,催化活性随之下降;450℃焙烧制得的TiO_2催化剂具有最高的催化活性,在292.2℃时对DCM的转化率达到90%以上,且HCl生成率和稳定性也较好。     

CuCoOx／TiO2催化氧化NO性能研究

采用浸渍法制备了CuCoOx／TiO2催化剂，考察了焙烧温度、反应温度、氧含量、NO浓度和空间速度对催化剂催化氧化NO性能的影响，并考察了催化剂的抗硫抗水性能。XRD、TPR和BET分析表明，350℃焙烧的催化剂具有CuCo2O4尖晶石结构，比表面积大，对NO的氧化效果好。在空速为5000h^-1，NO进口浓度500mg／m^3，含氧量10％的条件下，反应温度300℃时NO转化率可达79．5％，250℃时NO转化率接近50％。该催化剂具有良好的单独抗SO2、抗H2O毒化性能，H2O和SO2同时存在时很快失活。该催化剂可用于不同时含H2O和SO2的含NO气体催化氧化后再吸收处理。     

Ce-Sn-W-O_x催化剂的配伍优化及脱硝影响因素

采用共混热解法制备系列Ce-Sn-W-Ox复合氧化物,用于NH3选择性催化还原NO。通过正交实验优化CeSn-W-Ox配方,采用环境扫描电镜(ESEM)、X-射线衍射仪(XRD)等表征分析催化剂的微观形貌和固相结构,确立Ce-Sn-WOx最佳配比及结构形貌。结果表明,以粒度为5~8 mm的堇青石瓷片担载分散Ce-Sn-W-Ox,进行NH3-SCR脱除NO,当Ce/Sn/W元素摩尔比为1∶0.8∶0.6时,Ce Sn0.8W0.6Ox/堇青石NH3-SCR脱除NO效果最好。当空速为7 200 h-1,催化剂在252~426℃内脱除NO效率均大于94%。重点考察了反应空速(GHSV)、水蒸气(H2O)、SO2等对Ce Sn0.8W0.6Ox/堇青石NH3-SCR脱除NO活性的影响。研究表明,空速低于10 000 h-1时,催化剂脱硝活性受空速影响小;单独通入5%H2O对催化剂脱硝活性基本没有影响;单独通入429 mg/m3SO2导致催化剂活性略有降低;同时通入429 mg/m3SO2和5%H2O,催化剂脱硝活性下降至85.33%,除去SO2和H2O后,催化剂活性又能明显回升。     

ZSM-5沸石的制备及其对甲基叔丁基醚的吸附性能研究

采用无模板剂水热合成法和晶种诱导水热合成法成功制备了ZSM-5沸石.使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET比表面积测试等手段对合成产物进行了表征,结果显示,两种ZSM-5沸石晶体粒径均在微米级,孔道均以0.60～1.00nm的微孔为主,晶种诱导合成ZSM-5沸石微孔体积更大.采用气相色谱法分析了ZSM-5沸石对甲基叔丁基醚(MTBE)的吸附性能.结果表明,晶种诱导合成的ZSM-5沸石对MTBE的吸附容量较无模板剂合成ZSM-5沸石高,原因是两种ZSM-5沸石孔道分布有差异.研究还显示,晶种诱导合成ZSM-5沸石对MTBE的吸附容量随其投加量的增大而减小,存在明显的固体浓度效应;吸附体系达吸附平衡较慢,说明MTBE在ZSM-5沸石微孔道的扩散是影响吸附平衡的控制因素;该沸石再生方便,对处理初始质量浓度为200～1000μg/L的MTBE溶液具有较好的再生吸附性能.     

电厂低负荷下V-W/TiO_2基NH_3-SCR催化剂的低温改性

在不改变工业催化剂制备工艺的基础上,通过改性提高工业V-W/TiO_2催化剂的低温活性。实验采用浸渍法,通过添加磷酸以及氧化铈来改性工业V-W/TiO_2催化剂,探讨了新型低温SCR催化剂的脱硝活性。并通过比表面积测试(BET),X射线衍射实验(XRD),吡啶红外实验,程序升温还原(H_2-TPR)等技术对催化剂理化性能进行表征。研究结果表明,1%磷酸添加量使催化剂表面的B酸以及弱酸含量大量增加,使催化剂向低温端降低了30℃;同时,在添加1%磷酸的基础上,添加不同含量氧化铈,提高催化剂的氧化还原性,发现添加8%氧化铈,使催化剂氧化还原性能显著增强,转化温度向低温再次降低了40℃。通过添加磷酸和氧化铈,使V-W/TiO_2催化剂80%转化温度从280℃降至220℃,同时具备了高抗硫抗水性。     

Cu_2O/Bi_2MoO_6光催化剂的制备、表征与性质研究

通过溶剂热法成功合成了一系列不同掺杂比的Cu2O/Bi2MoO6复合纳米光催化剂,利用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外—可见漫反射光谱(DRS)等手段对所得产物进行表征。以染料结晶紫为模拟污染物,研究了所合成产物的光催化性能。结果表明,Cu、Mo摩尔比为0.08的复合纳米光催化剂的光催化效率最高,可见光照射100min对结晶紫溶液的降解率可达95.60%。此外,探讨了Cu2O掺杂量对光催化剂性能的影响,提出了可能的光催化反应机制。     

双氧水催化氧化中Cu/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性研究

针对废水湿式双氧水催化氧化,采用浸渍法制备Cu催化剂,研究非均相Cu催化剂在常温常压湿式双氧水催化氧化中的稳定性与失活问题。研究表明,催化剂制备条件及催化氧化反应条件对催化剂中Cu2＋溶出均有影响。研究同时表明,催化剂失活与活性组分流失和活性组分被有机中间产物覆盖有关,高温焙烧可对催化剂再生。     

双氧水催化氧化中Cu/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性研究

针对废水湿式双氧水催化氧化,采用浸渍法制备Cu催化剂,研究非均相Cu催化剂在常温常压湿式双氧水催化氧化中的稳定性与失活问题。研究表明,催化剂制备条件及催化氧化反应条件对催化剂中Cu2＋溶出均有影响。研究同时表明,催化剂失活与活性组分流失和活性组分被有机中间产物覆盖有关,高温焙烧可对催化剂再生。