锰钴铈复合氧化物催化氧化NO性能研究

通过柠檬酸溶胶凝胶法成功制备了系列MnCoCeO_x催化剂,用于催化烟气中残留氧气氧化NO. XRD、BET、XPS、NH₃-TPD和H₂-TPR等表征结果表明Mn_2.5Co_1.5Ce₁O_x催化剂比表面积、孔容更大,具有更多的表面高价态Mn³⁺、Mn⁴⁺、Co³⁺物种,丰富的表面酸性位点以及更强的低温氧化还原能力,有利于NO的催化氧化. Mn_2.5Co_1.5Ce₁O_x催化剂能在200—350 ℃的宽温度范围内保持60%以上的NO氧化效率,并且在260 ℃下达到最大值83.9%,为催化烟气中残留氧气氧化NO提供了新思路.     

负载型烯土复合氧化物燃烧催化剂的失活研究

本文探讨了负载型稀土复合氧化燃烧催化剂在使用过程中失活的主要特征，通过ＸＲＤ，ＴＥＭ，ＢＥＴ比表面测定及不同使用期的活性测定，证实催化剂在使用后的４－８个月内，烧结是失活的主因；因ＸＰＳ谱显示硫中毒积累性，以ＳＯ＾２－４形式沉积于催化剂表面，构成了燃烧催化剂后期失活的主要因素，由于催化燃烧反应在较高的温度进行，并充分供氧，所以积炭引起失活的可能性较小，这可以从孔容数据和一些电镜照片中得到证实。     

整体式Mn基复合金属氧化物催化燃烧VOCs性能研究

以堇青石为载体,采用浸渍法制备Mn-M/Cordierite（cord）（M=Co、Ce、La、Cu、Ni）复合金属氧化物催化剂,考察其催化燃烧甲苯的性能,并通过SEM、XRD和H2-TPR对催化剂进行表征,结果表明,MnOx和CoOx之间具有相互作用,MnCo催化剂具有最高的甲苯催化活性,T50和T90分别为243℃和259℃.改变Mn和Co的比例,发现当Mn∶Co=2∶3时,Mn2Co3催化剂具有最高的甲苯和乙酸乙酯的催化性能,T90分别为252℃和238℃.     

氟里昂12(CCl2F2)燃烧分解催化剂性能的研究

本文对贵金属、氧化物和复合氧化物体系催化剂上氟里昂12(F12)燃烧分解反应进行了活性评价和稳定性研究.结果表明:TiO2,ZrO2/TiO2催化剂对氟里昂12燃烧分解反应具有良好的低温催化活性和较好的稳定性,ZrO2/TiO2催化剂具有一定的臭氧-催化氧化活性.     

Ag—Mn,Ag—Co和Ag—Ce复合氧化物上CO,丙酮和吡啶的催化燃烧

本文考察了Ａｎ－Ｍｎ，Ａｇ－Ｃｏ和Ａｇ－Ｃｅ复合氧化物上ＣＯ，丙酮和吡啶的催化氧化性能，结果表明，双组分Ａｇ－Ｍｎ／Ａｌ２Ｏ３和Ａｇ－Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的氧化活性均高于单组分Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３．在Ａｇ－Ｃｅ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上，ＣＯ氧化反应的速率言程可用ｒ＝ｋＰｏ２＾ｍＰＣＯ来表示，随着催化剂中氧化铈含量的增加，对氧的反应级数明显下降。     

氟里昂12（CC12F2）燃烧分解催化剂性能的研究

本文对贵金属、氧化物和复合氧化物体系催化剂上氟里昂１２（Ｆ１２）燃烧分解反应进行了活性谰价和稳定性研究。结果表明：ＴｉＯ２,ＺｒＯ２／ＴｉＯ２催化剂对氟里昂１２燃烧分解反应具有良好的低温催化活性和较好的稳定性,ＺｒＯ２／ＴｉＯ２催化剂具有一定的臭氧－催化氧化活性。     

La2O3—ZrO2缺陷萤石型燃烧催化剂的制备

缺陷萤石型Ｌａ２Ｏ３－ＺｒＯ２固溶体的催化燃烧活性受制备条件的影响,本文通过对其共沉淀前体的表面结构和热分解过程的分析,发现共沸蒸馏的办法可以有效地控制前体表面羟基的缩合过程,减少团聚,保持前体中金属离子均匀分散,为生成缺陷有序的烧结石型的Ｌａ２Ｚｒ２Ｏ７复氧化物提供了可能。复合氧化物固溶体的表面阳离子配置情况与样品的催化氧化性能密切相关,软团聚前体的烧结产物对甲烷燃烧反应具有更高的催化活性。     

负载型稀土复合氧化物燃烧催化剂的失活研究

本文探讨了负载型稀土复合氧化物燃烧催化剂在使用过程中失活的主要特征.通过XRD,TEM,BET比表面测定及不同使用期的活性测定.证实催化剂在使用后的4—8个月内,烧结是失活的主因;而XPS谱显示硫中毒有积累性,以SO_4~(2-)形式沉积于催化剂表面,构成了燃烧催化剂后期失活的主要因素.由于催化燃烧反应在较高的温度下进行,并充分供氧,所以积炭引起失活的可能性较小,这可以从孔容数据和一些电镜照片中得到证实.     

负载型La0.8Sr0.2MnO3催化剂对油烟燃烧的催化作用

采用浸渍法制备La0.8Sr0.2MnO3负载型纳米催化剂,用X-射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)对催化剂负载层的表面形态、晶相结构和粒径大小进行了表征.并考察了催化剂对油烟低温燃烧的催化活性,以及不同负载量和不同浸渍时间对催化活性的影响.结果显示,催化剂经700℃焙烧后形成了钙钛矿La0.8Sr0.2MnO3纳米晶粒,催化剂对油烟催化燃烧具有较好的低温高活性.     

喷涂法负载TiO2/MnO2陶瓷膜催化臭氧氧化降解染料废水

染料废水存在排放量大、色度高、COD大、可生化性差、难降解等特点,其处理存在低效高耗的问题.本研究首先通过水热法制备了TiO₂/MnO₂催化剂,对催化剂进行了XRD、XPS、SEM/EDS表征,以罗丹明B（RhB）溶液为模拟染料废水,进行了催化臭氧氧化降解RhB的性能对比研究.再通过喷涂成膜技术将TiO₂/MnO₂催化剂负载于平板式陶瓷膜表面,研制成反应性陶瓷膜（TiO₂/MnO₂-CM）,自制了配套膜反应器,研究了TiO₂/MnO₂-CM水处理系统对RhB降解去除效果和水通量变化规律.结果表明,本工作成功合成了棒状和不规整球状结合的TiO₂/MnO₂催化剂,XPS结果表明存在Mn⁴⁺活性中心,促进了催化臭氧活化能力.喷涂TiO₂/MnO₂催化剂后,陶瓷膜的纯水通量略有下降,12层为适宜的喷涂层数,采用TiO₂/MnO₂-CM对2 L初始浓度为20 mg·L^-1的RhB在臭氧浓度为2.5 g·m^-3条件下,反应40 min去除率可达100%,去除效率远高于空白膜,陶瓷膜负载TiO₂/MnO₂有助于提高O₃溶解性、加速生成·OH.本工作可为染料废水等难降解有机废水的高效低耗处理,提供新技术思路.     

K2SO4的添加对V2O5/AC催化/脱硫剂脱硫活性的促进作用

将K2SO4以等体积浸渍法担载在1wt%的V2O5/AC(V1/AC)催化/脱硫剂上, 制备了K担载量分别为0. 5wt%和1. 0wt%的K2SO4-V1/AC催化剂. 结果表明, K2SO4的担载显著促进了V1/AC催化/脱硫剂的脱硫活性, 延长了SO2的穿透时间, 增加了有效硫容; 再生后二次脱硫活性基本得以恢复, 促进作用继续保持, 因此是该催化/脱硫剂的有效助剂. 对于较高的K担载量(1. 0%), 适度升高再生温度至350oC有助于其二次活性的恢复. 另外, 在K2SO4担载的V1/AC催化剂上, 脱硫过程中有K2S2O7的形成, 但只是中间产物而不是最终稳定产物, 其对V1/AC催化/脱硫剂脱硫活性的促进作用, 体现在中间物K2S2O7作为一个运输载体, 促进了SO2的氧化产物SO3从催化剂氧化活性中心位置向周围孔道、储存位转移的过程, 从而使得SO的高转化率得以更长时间的保持.     

MnO2氧化去除制革污泥中的Cr(Ⅲ)

开展了MnO2化学氧化去除制革污泥中Cr(Ⅲ)的研究.结果表明,pH为4.0时MnO2处理污泥16h,Cr(Ⅲ)的溶出率达到90%以上(污泥中总Cr的原始浓度为6548mg·kg-1),但pH6.0时MnO2基本不能去除污泥中的Cr(Ⅲ);处理温度升高、MnO2加入量的增大有利于Cr(Ⅲ)的去除.     

CuYO/γ-Al2O3催化剂催化分解N2O性能

通过等体积浸渍法制备了以γ-Al2O3为载体,CuO、Y2O3双组分CuYO/γ-Al2O3催化剂,通过CuYO/γ-Al2O3催化剂的XRD,BET,SEM等表征,分析发现,引入Y2O3组分,能够改变催化剂颗粒的结构与形态,提高了CuO在催化剂表面及孔道内的分散度.通过H2-TPR研究发现掺杂Y2O3大幅提高了CuO催化剂的还原性能,从而提高了CuYO/γ-Al2O3催化剂催化分解N2O的活性.考察了CuYO/γ-Al2O3催化剂催化分解N2O的活性,结果表明,当CuO和Y2O3负载量均为12%时,CuYO/γ-Al2O3催化剂催化分解N2O的活性最高,完全分解N2O温度为488℃.12Cu12YO/γ-Al2O3催化剂在有O2条件下,460℃连续反应100 h,活性仍能保持80%左右;还考察了体积分数为9.1%的水蒸气对12Cu12YO/γ-Al2O3催化剂活性的影响.     

V2O5/TiO2基催化剂催化转化1,2-二氯苯

实验研究了溶胶凝胶法制备催化剂过程中钒元素的初始价态（V4+或V5+）对焙烧后催化剂特性的影响,并考察了催化剂在150-350℃温度范围内对1,2-二氯苯（1,2-DCBz）的催化转化效果.通过低温氮气吸附、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）、氢气程序升温还原（H2 Temperature programmed reduction,H2-TPR）、以及色散光谱（Energy dispersive spectroscopy,EDS）来获取催化剂的基本特性.结果表明,在催化剂制备过程中,将偏钒酸铵中的V5+还原至V4+可以有效改善焙烧后催化剂V2O5/TiO2理化特性,提高1,2-二氯苯的催化转化效率.150℃时,1,2-二氯苯转化率由43%增加至62%,而在220-350℃范围内,转化效率提升仍大于10%.这与催化剂吸附能力和氧化能力的共同增强有关.根据催化剂表征结果可知,与未还原处理的V2O5/TiO2相比,还原处理后催化剂的比表面积和总孔容分别增加了22 m2·g-1和0.09 cm3·g-1,且孔径尺寸在2-3 nm的孔容积增大.这些特性都有助于催化剂吸附能力的提升.此外,还原处理后催化剂中V的平均化合价和表面吸附氧浓度增大.V的平均化合价由4.64增大至4.72,表面吸附氧浓度由11%增大至13%,表明催化剂氧化能力增强.然而该方法对V2O5/TiO2-CNTs催化剂的催化活性影响较小.     

钾盐沉积V2O5-WO3/TiO2催化剂的制备及再生

采用浸渍法制备钾盐沉积V2O5-WO3/TiO2催化剂,利用BET、FESEM、XRD和激光拉曼对催化剂进行表征.通过分析催化剂活性与理化性质,来考察钾盐沉积对V2O5-WO3/TiO2 SCR催化剂脱硝活性的影响.考察了中毒前后、不同的再生方法和测试时间对氨气选择性催化还原NO的影响.结果表明,钾盐沉积的V2O5-WO3/TiO2催化剂随着钾盐溶液浓度的增加中毒能力越强.不同的再生方法使得钾盐沉积V2O5-WO3/TiO2催化剂的脱硝活性均有不同程度的提高.整体来说,水洗酸洗加钒的再生催化剂脱硝效率可以恢复到98%、99%左右.     

TiO2/γ-Al2O3催化臭氧氧化水中布洛芬

以葡萄糖为模板,采用蒸发诱导自组装法合成了γ-Al₂O₃介孔催化剂,以钛酸四正丁酯（TBOT）为原料制备TiO₂/γ-Al₂O₃催化剂,并将其用于催化臭氧氧化水中布洛芬（IBU）. X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附和吡啶红外光谱表征结果表明,TiO₂均匀负载于γ-Al₂O₃表面,保持γ-Al₂O₃有序的介孔结构,具有较大的比表面积和更多的Lewis酸性位. 不同催化剂活性评价结果表明,TiO₂的负载显著提高γ-Al₂O₃催化臭氧氧化水中布洛芬的活性,反应60 min,TiO₂/γ-Al₂O₃催化剂的TOC去除率达到80%,而γ-Al₂O₃、TiO₂及单独臭氧氧化过程中TOC去除率则分别达到62%、32%及26%. 电子顺磁共振和原位激光显微拉曼光谱实验结果表明,Lewis酸性位为臭氧高效分解的活性位,活性原子氧和过氧物种是TiO₂/γ-Al₂O₃催化臭氧氧化反应的活性氧物种,有利于有机物的矿化,从而表现出最高的催化活性. 重复利用实验结果表明,TiO₂/γ-Al₂O₃催化剂具有较长的使用寿命.     

Fe、Mn、Cu及其复合负载γ-Al2O3纳米颗粒的制备、表征和催化降解PVA性能

采用浸渍-煅烧法制备了Fe、Mn、Cu及其复合负载的γ-Al2O3纳米颗粒,采用了SEM-EDS、BET以及XRD等方法对制备得到的MnxOy/γ-Al2O3、CuxOy/γ-Al2O3、FexOy/γ-Al2O3以及FexCuyMnzOw/γ-Al2O3纳米颗粒进行了表征.结果表明,通过浸渍-煅烧法得到的四种纳米颗粒催化剂均可以和双氧水形成非均相类Fenton反应体系,产生大量羟基自由基,从而有效降解PVA大分子,降低废水中的PVA浓度.另外还通过Box-Behnken Design响应面分析法分别确定了MnxOy/γ-Al2O3、CuxOy/γ-Al2O3、FexOy/γ-Al2O3以及FexCuyMnzOw/γ-Al2O3纳米颗粒催化双氧水降解处理PVA的最佳工艺参数.利用GPC和GC-MS分析进一步表征PVA在不同催化剂条件下得到的降解产物后,分析结果表明：Fe、Mn、Cu复合负载的FexCuyMnzOw/γ-Al2O3纳米颗粒催化双氧水降解PVA的催化效果相对较好.当PVA初始反应浓度为1%,反应温度为60℃,催化剂投加量为0.5 g·L-1,双氧水投加量为60 mL·L-1时,PVA的浓度下降率可以达到95%以上,降解产物粘均分子量达到1395,分子量下降率达到99%,降解小分子产物主要包括丁酮、苯甲醛、己醛以及乙酸等不饱和小分子.     

纳米负载型V2O5-WO3/TiO2催化剂碱及碱土金属中毒

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂,采用浸渍法模拟碱及碱土金属中毒,研究中毒对催化剂脱硝活性的影响,通过BET、XPS、NH3-TPD技术分析了碱及碱土金属对催化剂的失活作用.结果表明,碱及碱土金属K、Na、Ca能够明显降低催化剂脱硝活性,350℃时,K、Na中毒催化剂活性降低了约30%左右,Ca中毒催化剂降低了20%.碱及碱土金属没有改变催化剂表面物种组成,催化剂活性与催化剂表面强氨气吸附位数量具有线性关系,K、Na、Ca与催化剂表面活性酸位结合,使催化剂中毒.