Nb掺杂对CeO2-SnO2催化剂NH3-SCR活性的促进作用

NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)是柴油车尾气NO_x净化的主流技术。将Nb引入CeO₂-SnO₂得到了一种新型的CeSnNbO_x金属氧化物催化剂,考察了Nb掺杂对催化剂结构、元素价态、活性位点、氧化还原性能、表面酸性和吸附性能的影响,并结合BET、XRD、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD和in situ DRIFTS等多种表征手段明确了Nb对该催化剂活性的促进作用。结果表明,Ce₁Sn₂Nb₁O_x催化剂表现出最佳活性,在温度为250～500℃时,达到接近100%的NO_x转化率。Nb掺杂改善了催化剂的比表面积和总孔体积,合理调控了催化剂表面酸性和氧化还原性能。此外,催化剂表面高度分散的Nb物种可能与Ce物种耦合形成新的Ce-O-Nb活性位点,有助于催化剂NH₃-SCR性能的提升...     

Ge-Mn共掺杂对V-Mo-O/TiO2催化剂低温脱硝活性的影响

采用共沉淀法制备Ge-Mn共改性TiO₂载体,考察了V-Mo-O/Ge-x Mn-TiO₂催化剂的低温氨选择性催化还原(NH₃-SCR)活性和抗硫稳定性。Ge-Mn的加入可显著提高催化剂在低温窗口下的脱硝活性,且具有较高的N₂选择性和抗硫稳定性。当Ge:Mn:Ti的原子摩尔比为0.004:0.04:1,在140℃时脱硝活性为92%。催化剂的N₂吸附-脱附、NH₃-TPD、H₂-TPR、XRD和XPS分析结果表明：Mn加入使催化剂的介孔增加,表面总酸性位和中高强度酸性位量显著增加,从而增加了催化剂对NH₃的吸附活化和对SO₂吸附的抑制;Mn与V、Mo、Ge活性组分发生了强电子相互作用,使V⁵⁺含量增加,且使低温活性组分的氧化还原循环易于进行,进而增加了催化剂的低温脱硝活性。这说明增加的表面总酸性位和中高强度酸性位量、增加的V⁵⁺和由此形成的低温条件促...     

Ce-TiO2催化剂在含SO2气氛下的NH3-SCR中毒机理及其Co3O4改性性能

通过对Ce-TiO₂催化剂在含硫气氛下、不同温度的NH₃-SCR活性演变,结合含硫组分的定量分析、原位红外分析,研究了Ce-TiO₂催化剂在不同温度的SO₂中毒机理。结果表明,在180℃下,Ce-TiO₂脱硝活性对硫酸铈的生成极为敏感,0.1 mmol·g^-1的硫酸铈生成导致脱硝活性从50.7%降至18.5%,随后硫酸铈持续沉积,低温脱硝活性缓慢下降;在240℃下,Ce-TiO₂脱硝活性对硫酸铈的生成敏感性较低,脱硝活性随时间缓慢下降,0.18 mmol·g^-1的硫酸铈生成导致脱硝活性从100%降至53.8%,随后硫酸铈持续生成。Co改性活性结果表明：在180℃时,脱硝活性从50.7%提升至94.2%,且180℃和240℃抗硫性能均有所提升。进一步的表征测试表明：Co的掺杂能提升Ce-TiO₂催化剂的氧化还原性能,并抑制SO₂在催化剂表面的吸附,提升催化剂的抗硫性能。原...     

Ce掺杂对MnOx在低温等离子体协同下的脱硝性能影响

低温等离子体活化反应气组分、改变催化反应历程,甚至对催化剂本身产生影响,从而使催化剂展现出一些优异特性。其中,低温等离子协同下的NH₃选择性催化还原NO_x的高活性备受关注。采用水热沉积法合成纳米Mn-Ce催化剂,在等离子体协同下对NH₃-SCR、N₂氧化、和NO氧化催化活性进行了考察与分析。结果表明,纳米Mn-Ce催化剂比纳米MnO₂具有更宽的SCR活性区间、较好的水与硫耐受性。这是由于,一方面Ce的引入促进了MnO₂分散;另一方面,等离子体产生的O活性物种能够增加Mn-Ce中Mn⁴⁺和晶格氧含量,从而触发更强快速SCR反应、促进NO_x消除。SO₂会消耗等离子体产生的活性物种,并与NH₃反应,从而阻碍NO转化,但Ce掺杂会改变Mn基催化剂的晶型结构并提升抗硫性。本研究可为低温等离子体去除NO的实际应用提供参考。     

光催化耦合常温催化氧化HCHO的Bi3+-TiO2/MnCeOx催化剂性能

常用净化室内挥发性有机物(VOCs)的方法主要有吸附、低温等离子体、光催化氧化、常温催化氧化等,而鲜有基于光催化耦合常温催化催化剂的报道。以具备常温催化氧化性能的MnCeO_x为载体,以具有可见光催化性能的Bi_<sup>3+-TiO₂为活性组分,考察负载量、煅烧温度、制备方法以及结构形态等对Bi_<sup>3+-TiO₂/MnCeO_x催化氧化甲醛(HCHO)性能的影响,并利用XRD、BET、SEM、TEM、UV-vis DRS和IR等技术对催化剂进行微观表征与分析。结果表明,催化剂表观结构形态、晶型、粒径、孔道、掺杂、可见光吸收及抗水性为Bi_<sup>3+-TiO₂/MnCeO_x氧化性能提升提供了必要条件,两者间的多重协同耦合作用是核心,其中采用浸渍法所制的负载量10.0%Bi_<sup>3+-TiO₂/M...     

双组分甲苯、氯苯的微波辅助催化氧化及机理

通过微波辅助氧化典型挥发性有机化合物甲苯与氯苯的实验,探讨了TiO2-5A分子筛复合载体负载铜、锰、铈催化剂活性组分的存在形式及其与催化氧化活性的关联,研究采用SEM、EDS、BET、XRD、XPS以及FTIR等方法对催化剂进行了表征。研究表明,双组分中甲苯的完全转化温度(T95)比单组分的要高出31℃,而单组分氯苯在双组分氯苯的T90温度下可被完全转化,催化剂上目标物的竞争吸附降低了其催化氧化效果。XRD和XPS分析表明,催化剂中的活性物质以多价态氧化物CuO/Cu2O、MnO2/MnO以及Cu1.5Mn1.5O4和CuMn2O4尖晶石形式均匀分散于载体表面,Cu2+/Cu+、Mn4+/Mn2+的相互转化促进了电子转移增强了甲苯氯苯被氧化的性能,以及有更高催化活性的CuMn2O4尖晶石的形成有利于催化剂活性的提高。CeO2/Ce2O3相互转化加强了催化剂表面储氧、输氧的能力并加快了氧化反应速率。FTIR与粉红色尾气吸收液检测结果推测:甲苯首先氧化成苯甲醛、苯甲酸类物质,而氯苯氧化成苯酚,210℃下可最终氧化成二氧化碳和水。     

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。     

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。     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO+NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。     

Cu/海泡石催化剂上NOx催化还原的研究

以天然海泡石为原料,经酸改性后作载体.采用浸渍法制成了用于NOx由CO还原的Cu基催化剂.在稀薄燃烧条件下,考察了它对汽车尾气中NOx的还原性能.实验结果表明,Cu/海泡石催化剂在富氧条件下具有良好的耐湿热稳定性和催化活性,当转化率达到90%时,反应温度＜400 ℃.当掺入稀土元素Ce和Sm后,由于与活性组分Cu之间的协同效应,催化剂的抗氧能力进一步提高了.     

Pt/MgO催化剂上NOx存储-还原反应性能

采用稀燃-富燃交替运行方式,研究存储-还原型催化剂Pt/MgO的NOx存储性能以及C3H6还原NOx反应性能.氧化存储段,NOx可被有效存储;当氧化性气氛转换为还原性气氛后,出现一个NOx峰,降低了总的转化效果.NOx峰的大小与存储段和还原段时间之比、温度等因素有关;400℃时NOx峰最小,总转化率最高.5 h循环实验表明,400℃时Pt/MgO催化剂再生良好,NOx转化率稳定在96%.于反应气氛中添加100 mg/m3SO2进行了5 h抗硫性实验,Pt/MgO催化剂的抗硫中毒能力明显强于Pt/BaO/Al2O3.     

氧化锰八面体分子筛负载Cu催化剂催化氧化性能研究

采用回流法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2),并以OMS-2为载体使用前掺杂法和浸渍法制备了负载型Cu/OMS-2催化剂,并对所制催化剂进行X射线衍射(XRD)分析和N2吸附/脱附结构表征。同时研究了制备方法和Cu负载量对Cu/OMS-2催化氧化性能的影响。结果表明,OMS-2为典型的隧道结构,适量负载Cu使OMS-2载体分子筛的结构有所改善。负载型Cu/OMS-2的催化活性明显优于OMS-2载体,前掺杂法制备的Cu/OMS-2-PI催化剂的催化活性明显优于浸渍法制备的Cu/OMS-2-IM,这可能是Cu进入OMS-2晶格、Cu与OMS-2载体之间存在强相互作用有关。Cu负载量明显影响Cu/OMS-2-PI催化剂的催化活性,5Cu/OMS-2-PI催化剂(Cu质量分数5.0%)催化活性最高,这是由于适当Cu负载量催化剂中Cu颗粒较小,而且进入OMS-2晶格中的Cu与载体相互作用较强,能较好地活化催化剂中的氧物种,使OMS-2对CO的催化氧化性能明显增强。     

Fe/Ga2O3-Al2O3催化甲烷还原NO的性能

以甲烷为还原剂的选择性催化脱硝技术(SCR-CH_4)是一种很有潜力的新的脱硝方法,但催化剂的催化活性比较低。为了提高催化剂的活性以及抗水能力,可使用Fe对Al_2O_3负载的Ga_2O_3催化剂进行改性。采用共沉淀法,制备了xFe/Ga_2O_3-Al_2O_3催化剂,在固定床反应器中测试其选择性催化CH_4还原NO的性能。使用XRD、N_2吸附脱附、XPS、H_2-TPR、Py-IR等方法进行表征。结果表明:经过Fe改性后的催化剂提高了中高温的催化活性,提高了催化剂的N_2选择性,并改善了催化剂的抗水特性;5Fe/Ga_2O_3-Al_2O_3催化剂在500℃、富氧条件下,达到76%的NO转化率和100%的N_2选择性;在5%水蒸气条件下,5Fe/Ga_2O_3-Al_2O_3在500℃仍保持60%以上的NO转化率。N_2吸附脱附结果显示,引入Fe后,催化剂保持了原有比表面积,并且大大增加了催化剂孔径,可提高催化剂抗水能力。XPS与UV-vis显示,5Fe/Ga_2O_3-Al_2O_3具有高含量的游离态Fe~(3+),可提高催化剂的中高温活性。H2-TPR结果显示,Fe的引入提高了催化剂氧化还原能力,增强了原有Ga_2O_3-Al_2O_3中高温的还原活性。Py-FT-IR结果显示,催化剂表面同时存在Lewis酸和Br?nsted酸,铁的引入增加了催化剂表面的Lewis酸量。因此,Fe修饰Ga_2O_3-Al_2O_3是提高Ga_2O_3-Al_2O_3催化剂的SCR-CH_4脱硝性能的有效方法。     

锰铜铈氧化物催化剂氧化NO性能及动力学研究

实验以TiO2为载体采用浸渍法制备CuOx/TiO2、CeOx/TiO2、CuCeOx/TiO2和MnCuCeOx/TiO2催化剂,考察这些催化剂氧化NO活性,探究Cu、Ce摩尔比和添加Mn元素对CuCeOx/TiO2催化剂氧化NO活性的影响,使用扫描电镜观察催化剂表面结构。研究发现,Cu、Ce元素配合后的CuCeOx/TiO2催化剂氧化活性明显好于单独含Cu、Ce的催化剂,当Cu、Ce摩尔比为Cu:Ce=1∶2时,CuCeOx/TiO2催化剂氧化活性最好,在NO浓度500×10-6,O210%,空速为24 000 h-1,350℃时,NO氧化度为0.62;添加Mn元素可以提高CuCeOx/TiO2催化剂低温氧化活性,250℃时,MnCuCe/Ti-3和MnCuCe/Ti-5催化剂氧化度为0.53和0.69,300℃时,MnCuCe/Ti-3和MnCuCe/Ti-5催化剂氧化度均为0.76;此外,实验还研究了NO在MnCuCe/Ti-3催化剂上反应的动力学方程。     

钒磷氧催化剂表面酸性位特性及低温脱硝性能研究

以钒磷氧化物(VPO)为活性组分,TiO₂为载体,通过改变制备条件,制备具有不同表面酸性位特性的钒磷氧催化剂VPO/TiO₂,并对其低温脱硝活性和表面酸性进行了研究。结果表明,当HCl/V摩尔比为3、V/P摩尔比为5、VPO煅烧温度为450℃时,制得的VPO/TiO₂催化剂表现出优异的脱硝活性,200℃时脱硝效率接近100%。VPO/TiO₂催化剂主要活性晶相为(VO)₂P₂O₇、V₂O₅和VOPO₄。催化剂表面具有大量的酸性位点,通过数据拟合建立了脱硝活性与表面酸量间的相关性,结果表明所有VPO/TiO₂催化剂的低温脱硝活性均与弱Lewis酸含量呈正相关(相关系数>0.9)。此外,对脱硝机理进行研究表明,NH₃以配位态NH₃或NH⁺₄吸附于VPO/TiO...     

rGO、TiO2修饰铁基磁性吸附材料除铊的性能

近年来,铊(Tl)污染事件时有发生,对饮用水源造成了严重威胁,含铊废水的高效处理刻不容缓。通过化学共沉淀法制备Fe₃O₄颗粒,结合水热反应、溶胶凝胶等改性方法,制备了磁性钛铁纳米颗粒(TFNPs)、四氧化三铁/二氧化钛核壳颗粒(Fe₃O₄@TiO₂)和还原氧化石墨烯负载四氧化三铁/二氧化钛(rGO-Fe₃O₄@TiO₂)复合磁性材料,考察磁性复合材料吸附、氧化去除Tl(Ⅰ)的性能,并阐明其作用机制。结果表明,TFNPs、Fe₃O₄@TiO₂和rGO-Fe₃O₄@TiO₂单位Ti含量条件下Tl(I)最大吸附容量分别为200、271.8和440 mg-Tl·g-Ti^-1。TFNPs/过硫酸盐(PS)、Fe₃O₄@TiO     

垃圾渗滤液臭氧氧化的铜镍负载型催化剂筛选

为了合成能够与臭氧联用催化氧化垃圾渗滤液中污染物的高效催化剂,采用浸渍法制备了以活性氧化铝为载体的75种不同铜镍负载率的催化剂,使之分别与臭氧联用进行垃圾渗滤液催化氧化处理。结果表明,铜镍催化剂能够提高臭氧催化氧化垃圾渗滤液中污染物的能力,与单独臭氧氧化相比,铜镍催化剂与臭氧联用对垃圾渗滤液中COD的去除率可提高20百分点左右,合成的铜镍催化剂可重复使用3次;浸渍液(氯化铜溶液、氯化镍溶液)质量浓度均为0.250 0mg/L,Cu2+与Ni 2+的摩尔比为1.00,焙烧温度为800℃下制得的铜镍催化剂(催化剂41#)对垃圾渗滤液中COD和氨氮的去除效果最佳,其铜镍负载率为2.676 4%;针对催化剂41#的表征分析结果表明,其合成过程中生成了新物质Cu2HIO6·2H2O和NiAl10O16。     

改性甘蔗渣对Cu2+和Zn2+的吸附机理

研究了均苯四甲酸二酐(PMDA)和乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)改性甘蔗渣对重金属离子Cu2+和Zn2+的吸附性能,包括吸附动力学和吸附等温线。结果表明,改性后的甘蔗渣对重金属离子Cu2+和Zn2+的吸附容量有显著提高,对Cu2+和Zn2+吸附等温线均符合Langmuir方程,吸附为单分子层吸附。根据Langmuir方程,PMDA和EDTAD改性甘蔗渣对Cu2+的吸附量分别为60.21和33.45 mg/g,对Zn2+的吸附量分别是70.53和36.53 mg/g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30 min内均可完成,用准二级吸附动力学方程模拟动力学过程得到较好的线性相关性。以EDTA溶液为洗脱剂对吸附Cu2+和Zn2+的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。     

柿粉树脂的制备及其吸附Cu2+和Pb2+的效应

以柿粉为原料通过甲醛交联固化制备出柿粉树脂(PPR);利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、Zeta电位、热变性温度、比表面积等对其进行表征,并探讨其吸附Cu2+和Pb2+的效应。结果表明,(1)PPR对Cu2+和Pb2+的吸附效果显著高于柿粉与活性炭;(2)p H值对吸附平衡影响较大,最佳p H值范围为5.0~6.0;(3)PPR对Cu2+和Pb2+的吸附在180 min内可达到吸附平衡,提高吸附温度可提高吸附速率,其吸附动力学数据可用拟二级速率方程良好拟合;(4)提高金属离子初始浓度可增加平衡吸附量,Freundlich和Langmuir方程可分别拟合PPR对Cu2+(R2>0.98)和Pb2+(R2>0.99)的吸附等温线;(5)PPR(2.0 g/L)可吸附混合重金属溶液中83.73%的Cu2+和98.63%的Pb2+;(6)PPR可循环使用5次以上;(7)PPR对Cu2+与Pb2+的吸附效应可能是静电吸附与配位反应共同作用的结果。该研究结果表明,PPR是一种有应用前景的处理含重金属废水的备选材料。     

Cu/La共掺杂TiO2光催化氧化水中的氨氮

采用水解-沉淀法制备了Cu/La共掺杂纳米TiO2催化剂,利用XRD、XPS和BET技术对其进行表征,并考察了在紫外灯下,共掺杂TiO2对氨氮的光催化氧化工艺条件。物相结构和比表面积测试结果表明,共掺杂催化剂具有较好的锐钛矿晶型,孔径分布为4～8 nm,Cu/La共掺杂TiO2La以La3+,Cu是以Cu2+、Cu+的形式掺杂进入TiO2的晶格。光催化实验表明:所得改性光催化剂对氨氮的去除及焦化废水的处理均具有较高的催化活性。