Cu/Al2O3低温催化氧化H2S研究

高效低成本的催化剂是低温催化氧化脱除硫化氢（H₂S）的研究重点,采用浸渍法研制了Cu/Al₂O₃催化剂,利用N₂物理吸附、XRD（X射线衍射分析）、XPS（光电子能谱）、FT-IR（傅里叶变换红外光谱）等表征手段了解催化剂的表面结构和物相结构,并开展不同温度、相对湿度、Cu负载量条件下的H₂S动态脱附以考察催化剂脱硫性能.结果表明:①催化剂是一种典型的介孔材料,且CuO和Cu₂O高度分散在催化剂表面.②FT-IR结果表明,催化剂在H₂S催化氧化过程中表面Cu_xO和表面结合水中的羟基均参与反应,且有SO₄2-的生成.③XRD、XPS结果表明,脱硫过程中有S单质和CuS的生成.④适宜的温度（50℃）和相对湿度（50%）会显著增强Cu基催化剂的脱硫性能.⑤负载量为3%的Cu基催化剂具有最佳的脱硫性能,穿透硫容量高达220.92 mg/g.研究显示,利用浸渍法可以合成低温催化氧化H₂S的高硫容Cu基催化剂.      

应用铁铜双金属有机骨架活化过硫酸盐催化剂去除水中有机污染物的研究

基于MIL-101(Fe)的合成方法,首次采用合成前金属掺杂法制备了双金属有机骨架MIL-101(Fe,Cu)催化剂,并利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对催化剂进行表征.同时,以罗丹明B(Rh B)为目标降解物,研究此催化剂催化过硫酸盐降解Rh B的性能,并初步尝试将催化剂应用于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的催化降解.XRD、FTIR、SEM和EDS等分析结果表明,铜离子的掺杂导致MIL-101(Fe)的结构与形貌发生了改变,提高了对污染物的吸附和催化降解作用.相比MIL-101(Fe),在90 min时MIL-101(Fe,Cu)对Rh B的去除率达到95%,在180 min时对DBP的去除率达到68%.此外,分析了催化剂催化性能提高的原因:配位竞争导致铁离子的不饱和趋向;形貌的变化加强了对污染物的吸附作用.     

Fe掺杂对MnO_x催化剂结构性质及低温SCR反应机制的影响

采用Fe对MnOx催化剂的低温选择性催化还原（SCR）活性进行改性,并通过N2吸附、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）及原位漫反射傅里叶红外（insituDRIFTS）重点探讨了Fe引入后催化剂结构性质的变化及对低温SCR反应机制的影响.结果表明,Fe的掺杂能显著提高催化剂的低温SCR性能,Fe/（Fe＋...     

Cu-K型低温碳烟氧化催化剂的合成及表征

柴油机排放中碳烟的低温氧化是近年来研究的热点.通过原位合成法制备Cu2K/Al2O3和CuK／Al2O3两种碳烟氧化催化剂,并采用低温氮吸附/脱附实验、X射线衍射、X射线光电子能谱、程序升温氧化对其结构进行系统表征,并用U碳模拟柴油机碳烟,研究其催化活性,评测其对柴油机排气中碳烟颗粒的净化效果.研究表明,Cu2K/Al...     

铜前驱体对Cu/SSZ-13催化剂选择性催化氧化NH3性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Cu/SSZ-13(X)催化剂,考察不同铜前驱体对催化剂选择性催化氧化氨(NH_3-SCO)性能的影响,并通过ICP、N_2吸附-脱附、XRD、XPS、EPR、UV-Vis、NH_3-TPD和H_2-TPR等手段对催化剂进行物化性质表征.活性测试结果表明,不同铜前驱体制备的Cu/SSZ-13催化剂活性顺序为Cu/SSZ-13(N) Cu/SSZ-13(AC) Cu/SSZ-13(Cl) Cu/SSZ-13(O).其中Cu/SSZ-13(N)具有最佳的低温活性,在200℃反应温度下NH_3转化率达85.5%,且N_2选择性达到80%以上.XRD、EPR和UV-Vis分析表明,CuO和孤立Cu~(2+)是Cu/SSZ-13催化剂的主要铜物种.NH_3-TPD分析表明,以硝酸铜为前驱体制备的Cu/SSZ-13(N)具有更多的酸性位点,有利于提高催化剂的NH_3吸附能力.H_2-TPR结果表明,Cu/SSZ-13(N)的氧化还原性最强,具有最优异的NH_3活化能力,从而使催化剂呈现最好的低温NH_3-SCO活性.     

碳黑改性TiO2薄膜光催化剂的结构性质

通过碳黑掺杂制备了改性的TiO2薄膜光催化剂(CB-TiO2),并采用液氮吸附、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光漫反射光谱(DRS)对催化剂的比表面积、物相、晶粒度和最大激发波长等结构性质进行了表征.结果表明,CB-TiO2的吸附性能大大改善,不同热处理温度下,BET比表面积增加50%～80%;同时碳黑掺杂能够减小催化剂的晶粒尺度,使相变温度降低.相应的光催化降解试验也表明,碳黑改性TiO2的活性大大提高,其一级反应速率常数为普通TiO2的1.5倍.     

负载铜活性炭脱硫性能研究

以椰壳活性炭为研究对象,运用浸渍法制备负载金属的活性炭催化剂,采用SEM和XRD对材料进行表征,通过脱硫实验分别研究了炭基、载铜活性炭脱硫性能。研究表明:炭基材料的最佳脱硫反应温度为30℃,反应温度越低物理吸附越有利,反应温度越高化学吸附越好;脱硫机理为SO_2、O_2和H_2O被AC吸附成吸附态,主要在微孔条件下形成硫酸;Cu负载量为5%时催化剂具有较好的脱硫效果,Cu活性组分在活性炭上分散度很高,基本以无定形状态存在;Cu负载量进一步增大时,活性炭表面会出现多层覆盖,甚至导致空隙堵塞和脱硫性能下降。     

铈钛掺杂促进铁氧化物低温SCR脱硝性能的机理

利用X射线晶格衍射（XRD）、N₂吸附和X射线光电子能谱仪（XPS）等对铈和钛掺杂后的铁氧化物晶相、孔隙结构及表面活性组分的分散度等物性进行表征分析,得到了铈和钛掺杂对铁氧化物低温NH₃-SCR脱硝性能的促进机理.结果表明：铈和钛掺杂会抑制铁氧化物中Fe₂O₃的结晶,细化其孔径,增大其比表面积和比孔容;铈掺杂会促使铁氧化物表面形成Ce⁴⁺/Ce³⁺氧化还原电子对;进一步掺杂钛会提高铁铈复合氧化物形成更多吸附氧,增强其表面低温催化氧化NO为NO₂的性能;且铈和钛掺杂增强了铁氧化物表面的吸附性能,尤其提高了对NH₃的低温吸附,从而促进了铁基氧化物催化剂的低温NH₃-SCR脱硝性能.     

焙烧温度对Fe2O3/SAPO-34催化剂低温NH3选择性催化还原NO性能的影响

采用尿素沉淀法制备了一系列Fe_2O_3/SAPO-34催化剂,考察了催化剂焙烧温度(200、300、400、500℃)对低温NH_3选择性催化还原(NH_3-SCR)NO性能的影响,并利用X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附、原子吸收光谱(AAS)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等多种手段对催化剂的表面结构和物理化学性质进行表征分析.XRD和FE-SEM分析表明,在较低的焙烧温度(400℃)下,铁物种能够高度均匀地负载在SAPO-34表面上.NH_3-TPD和H_2-TPR分析表明,高分散状态的Fe_2O_3使催化剂暴露出更多的强酸位和活性位,有利于提高催化剂的NH_3吸附和活化能力及氧化还原性能,从而使催化剂呈现出更高的低温SCR活性.BET和XPS分析表明,在较低的焙烧温度下,Fe_2O_3/SAPO-34催化剂具有更大的比表面积和更高的化学吸附氧比例,促进NO氧化为中间产物NO_2,从而加快低温SCR反应的进行.活性测试结果表明,300℃焙烧的Fe_2O_3/SAPO-34催化剂具有最佳的低温活性和较强的抗硫抗水性能,在空速为40000 h~(-1)的条件下,且反应温度为190~240℃时,NO转化率达90%以上且N_2选择性接近100%.     

二氧化钛颗粒的制备及其脱硫吸附性能

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在不同烧结温度(340℃,440℃,540℃,640℃)下制备了4种多孔TiO₂颗粒,X射线衍射法(XRD)测得4种样品的晶相均为锐钛矿型.低温77K氮气吸附法计算4种样品的比表面积为79～124m²/g,平均孔径56.8～254.8 A.电子扫描电镜分析了样品的表面结构为多孔高孔隙率结构在固定床中对4种样品进行动态脱硫试验,试验结果表明烧结温度在540℃时制备的样品品质较好,每g TiO₂颗粒可吸附38.9mg的SO₂.以SG 540样品为例,研究了固定床中吸附温度,气相中SO2的浓度以及气体流速对其脱硫吸附性能的影响.与活性炭、沸石物理吸附剂比较,TiO₂颗粒具有较高的脱硫吸附能力.FTIR红外光谱分析法,结合加热脱附试验的结果,得知TiO₂颗粒吸附剂脱硫的机理主要是物理吸附.     

不同Cu负载量Cu-ZSM-5催化剂上正丁胺的选择催化氧化性能

采用等体积浸渍法制备不同Cu负载量(1%、2%、5%和10%)的系列Cu-ZSM-5催化剂,并考察了Cu负载量对催化剂的正丁胺催化氧化性能的影响。通过XRD、N₂吸脱附、EPR、H₂-TPR、NH₃-TPD表征方法对催化剂的晶相结构和物化性质进行表征并研究构效关系。结果表明:Cu负载量为10%的催化剂催化活性最高,在300℃下实现了正丁胺的完全转化;而Cu负载量为5%的催化剂N₂选择性最佳,低温时N₂选择性明显高于其他催化剂。表征结果表明,催化剂的氧化还原性能主要影响正丁胺的转化率,Cu负载量影响催化材料的氧化还原性能,Cu负载量高的催化剂氧化还原性能优异。高N₂选择性主要归属于催化剂孤立态Cu2+物种和弱酸性位,催化剂的弱酸性位有利于正丁胺的吸附活化和深度氧化。     

蜂窝活性炭与沸石分子筛对涂装VOCs废气的吸脱附性能对比

选取工业涂装VOCs废气作为试验对象,以蜂窝活性炭和沸石分子筛为吸附剂,设计固定床小试装置进行VOCs吸脱附试验。结果表明：蜂窝活性炭的碘值、比表面积、总孔容及微孔孔容均大于沸石分子筛,分别是沸石分子筛的1.79,2.93,1.55,2.02倍;相同脱附温度、进气风速条件下,VOCs从蜂窝活性炭表面脱附更容易,其脱附时间远低于沸石分子筛;相同反应条件下,蜂窝活性炭对VOCs的饱和吸附量明显高于沸石分子筛,但沸石分子筛的饱和吸附量受反应温度和VOCs浓度的影响相对较小;循环吸脱附10次后,蜂窝活性炭和沸石分子筛对VOCs的吸附率分别下降为第1次时的71.35%和81.15%,沸石分子筛的吸脱附性能更为稳定;蜂窝活性炭饱和吸附量大、脱附时间快,适用于宽负荷、低风量、中高浓度VOCs废气处理;沸石分子筛空气动力学及循环吸脱附性能较好,适用于处理初始温度相对较高、中低浓度VOCs废气。     

放电作用下四氯化碳的吸附、脱附及降解特性

考察了填充式反应器中放电对四氯化碳（CCl₄）的吸附、脱附作用影响．结果表明,放电作用下CCl₄在反应器中的移动速度加快,穿透时间的从17min缩短到6min,脱附时间约从60min缩短至14min,反应器对CCl₄的吸附能力显著下降;脉冲电压峰值越高,CCl₄吸附一脱附速率越快,降解效率越高．载气成分对CCl₄影响,在电压为50kV的条件下,分别以氮气和氧气作载气,CCl₄的降解效率可达69.1％和97.6％;放电可对吸附剂起脱附再生作用,具有放电脱附速率快、工艺简单等特点,有较好的应用前景．     

Elimination of formaldehyde over Cu-Al2O3 catalyst at room temperature

Catalytic elimination of formaldehyde (HCHO) was investigated over Cu-Al2O3 catalyst at room temperature. The results indicated that no oxidation of HCHO into CO2 occurs at room temperature, but the adsorption of HCHO occurs on the catalyst surface.With the increase of gas hourly space velocity(GHSV) and inlet HCHO concentration, the time to reach saturation was shortened proportionally. The results of the in situ DRIFTS, Density functional theory calculations and temperature programmed desorption(TPD) showed that HCHO was completely oxidized into HCOOH over Cu-Al2O3 at room temperature. With increasing the temperature in a flow of helium, HCOOH was completely decomposed into CO2 over the catalyst surface, and the deactivated Cu-Al2O3 is regenerated at the same time. In addition, although Cu had no obvious influence on the adsorption of HCHO on Al2O3, Cu dramatically lowered the decomposition temperature of HCOOH into CO2. It was shown that Cu-Al2O3 catalyst had a good ability for the removal of HCHO, and appeared to be promising for its application in destroying HCHO at room temperature.     

可再生胺类脱硫剂的选择研究

采用哌嗪等二元胺和二乙醇胺为吸收剂,对模拟烟气进行SO2的吸收解吸实验研究,筛选出性能优异的吸收剂,并考察添加剂H2 S O 4对其性能的影响。实验表明:可再生胺类吸收剂脱硫率可接近100%,二元胺吸收剂较醇胺的SO 2吸收量大、pH值随时间变化慢、首次解吸率高;羟乙基支链对胺类吸收剂的抗氧化能力、SO2吸收量和首次解吸率均有影响,环状二元胺比链状二元胺的抗氧化能力好、首次解吸率高;在N-(2-羟乙基)哌嗪溶液中添加硫酸构成N-(2-羟乙基)哌嗪/H 2S O 4脱硫体系后,脱硫率未受影响、SO2吸收量变小、首次解吸率显著提高,具有更好的循环使用性能。     

贵金属/BaO催化剂上NOx的储存-还原

运用模拟配气方法考察了贵金属(Noble Metals,NM)/BaO催化剂的氮氧化物(NO_x)储存-还原性能. 采用热重-差热分析(TG-DTA)法对催化剂的NO_x吸附-脱附性能进行了研究. 结果表明:NO₂比NO更易于在催化剂上储存,O₂的存在极大地促进了NO_x储存反应的进行. 温度对催化剂上的NO_x储存行为有较大影响,在φ(O₂)为16%,φ(NO)为5×10-4的氧化气氛下,NO_x在NM/BaO上储存的适宜温度为300 ℃. 300 ℃下催化剂的NO_x吸附量可达15 mg/g,当温度升到600 ℃时,催化剂上的NO_x能够完全脱附. 使用H₂在催化剂上进行NO_x还原过程中,当φ(H₂)为1%或3%时,还原反应速率随温度的升高而变化;φ(H₂)为5%时,还原反应速率几乎不受温度影响.      

载硫活性炭脱除天然气中单质汞的研究

在固定床反应装置上考察了商业载硫活性炭脱除天然气中气态Hg⁰的吸附性能、影响因素、再生方法以及吸附动力学,同时结合BET,FTIR,XRD等表征手段提出载硫活性炭脱汞机理.结果表明,空速对脱汞效率限制作用有限,空速从12000 h^-1提高至48000 h^-1,脱除率变化范围在7%以内.增加汞浓度在初始阶段可以提高其脱汞率,增加单位质量活性炭对汞的吸附量,提高温度会增加吸附体系内的活化分子,提高脱汞率,温度在80℃时效果最优,但是温度过高则会产生负面效应.不同阶段的动力学拟合结果表明化学吸附是整个吸附过程的控制步骤.热脱附实验表明载硫活性炭的脱汞温度是在300~450℃,再生后对汞的吸附能力减弱,其原因可归为再生过程中碳硫键的损失和活性炭二次碳化时表面的烧蚀.     

Adsorption and desorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) in paddy soils cultivated for various years in the subtropical China

The adsorption and desorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) on upland red soil,and paddy soils which were originated from the upland soil and cultivated for 8,15,35 and 85 years,were investigated using the batch method.The study showed that the organic matter content and cation exchange capacity (CEC) of the soils are important factors controlling the adsorption and desorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ).The 15-Year paddy soil had the highest adsorption capacity for Pb(Ⅱ),followed by the 35-Year paddy soil.Both the 35-Year paddy soil and 15-Year paddy soil adsorbed more Cu(Ⅱ) than the upland soil and other paddy soils.The 15-Year paddy soils exhibited the highest desorption percentage for both Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ).These results are consistent with the trend for the CEC of the soils tested.The high soil CEC contributes not only to the adsorption of Cu(Ⅱ) and Pb(Ⅱ) but also to the electrostatic adsorption of the two heavy metals by the soils.Lower desorption percentages for Cu(Ⅱ) (36.7% to 42.2%) and Pb(Ⅱ) (50.4% to 57.9%) were observed for the 85-Year paddy soil.The highest content of organic matter in the soil was responsible for the low desorption percentages for the two metals because the formation of the complexes between the organic matter and the metals could increase the stability of the heavy metals in the soils.     

Cu/盘状ZnO模型催化剂催化CO2加氢反应中生成CO的活性位研究

通过水热法合成盘状ZnO,并在其表面负载Cu得到Cu/盘状ZnO模型催化剂,将不同气氛下(5%CO/Ar、2.5%H_2/2.5%CO/Ar、5%H_2/Ar,分别记为CZ-5CO、CZ-2.5H_2-2.5CO、CZ-5H_2)还原的模型催化剂用于逆水煤气变换反应.对催化剂进行热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、原位紫外拉曼光谱(in situ UV-Raman)表征.结果表明,不同的还原气氛可得到不同尺寸的Cu颗粒及不同缺陷浓度的Cu-ZnO界面.CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)结果表明,不同的Cu-ZnO界面具有不同的CO_2活化能力.其中CZ-5H_2形成的Cu-ZnO界面对CO_2活化能力最强,表现出最佳的逆水煤气变换反应活性;CZ-5CO具有更多的表面缺陷可能是由于存在Cu_3Zn合金,但Cu-ZnO界面上CO_2的吸附容量降低,导致逆水煤气变换反应活性低;CZ-2.5H_2-2.5CO的活性介于CZ-5H_2与CZ-5CO之间,界面对CO_2的活化量也介于两者之间.