高浓度焦化废水湿式氧化铜系催化剂的研制

通过共沉淀法制备了铜系催化剂 ,用于催化湿式氧化处理高浓度焦化废水。结果表明 ,铜氧化物催化剂的催化活性明显优于其他过渡金属氧化物 ;优化催化剂的设计和制备方法 ,可有效地改善Cu2 +的溶出问题 ,使该类催化剂具有广阔的应用前景     

CuxFe1-x@γ-Al2O3催化剂湿式氧化陶瓷印花废水的性能及表征

采用常温浸渍法制备催化剂CuxFe1-x@γ-Al2O3,并用于陶瓷印花废水的催化湿式氧化处理,考察组分构成对催化剂CuxFe1-x@γ-Al2O3活性和稳定性的影响。结果表明：在4种样品Cu0.5Fe0.5@γ-Al2O3,Cu@γ-Al2O3,Fe@γ-Al2O3和γ-Al2O3中,Cu0.5Fe0.5@γ-Al2O3的催化活性和稳定性最高。催化剂Cu0.5Fe0.5@γ-Al2O3中的Fe促进Cu进入γ-Al2O3载体内部并形成稳定的固溶体Al2CuO4,故此催化剂的硬度和稳定性最高;此催化剂应用前后的SEM图无明显的形貌变化,XRD谱图无明显的物相变化,证实了其稳定性的存在。在优化的操作条件下,催化剂Cu0.5Fe0.5@γ-Al2O3催化湿式氧化陶瓷印花废水的COD及色度分别为280 mg·L-1、20倍,达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）中染料类废水的三级排放标准。     

固体超强酸和金属氧化物类催化剂上CH4-SCR还原NOx研究进展

由于还原剂甲烷价廉易得,甲烷选择性催化还原NOx（简称CH4-SCR）被认为是最有潜力替代NH3-SCR的催化还原技术。现有的CH4-SCR催化剂中,分子筛类催化剂因催化活性高而被广泛研究,但由于其水热稳定性不好,使得非分子筛负载的催化剂成为近年来的研究热点,其中主要包括固体超强酸和氧化物两大类。综述了这两类催化体系在催化活性、反应机理及掺杂改性等方面的研究现状,比较了各种催化剂的优缺点,并对CH4-SCR的发展前景进行了展望。     

陶瓷-活性炭球为载体的CWAO催化剂

以陶瓷-活性炭球为载体制备载Ru催化剂,用于催化湿式氧化(CWAO)法处理酚醛树脂废水,考察了陶瓷-活性炭球载体、Ru负载量和陶瓷球宏孔孔径等对催化剂的催化活性和稳定性的影响。实验结果表明,催化剂催化活性的顺序为:Ru/KC-120>Ru/KC-80>Ru/KC-60>KC-120>无催化剂。在200℃,氧气分压为1.5 MPa等条件下,催化湿式氧化酚醛树脂废水,3% Ru/KC-120催化剂表现良好的催化活性与稳定性,在120 min内,COD和苯酚去除率分别达到91%和96%。     

制备条件对锰氧化物SCR脱硝性能的影响

分别考察不同沉淀剂、溶液pH、煅烧温度和煅烧时间对制备MnOx催化剂及其低温SCR脱除NO性能的影响,并借助XRD和BET等表征手段分析各催化剂的物相和孔隙特性。结果表明,不同沉淀剂制备的MnOx催化剂的低温活性依次为:MnOx(Na2CO3) > MnOx((NH4)2CO3) > MnOx(NaOH) > MnOx(NH4OH)。表征结果表明,MnOx(Na2CO3)和MnOx((NH4)2CO3)催化剂之所以表现出突出的低温SCR活性,归因于混合氧化态的无定型结构和较大的比表面积。优选Na2CO3沉淀剂制备MnOx催化剂,最佳的煅烧温度和时间分别为350℃和6 h,而溶液pH对制备的MnOx催化剂的催化还原NO活性影响不明显。     

固体超强酸和金属氧化物类催化剂上CH4-SCR还原NOx研究进展

由于还原剂甲烷价廉易得,甲烷选择性催化还原NO_x（简称CH₄-SCR）被认为是最有潜力替代NH₃-SCR的催化还原技术。现有的CH₄-SCR催化剂中,分子筛类催化剂因催化活性高而被广泛研究,但由于其水热稳定性不好,使得非分子筛负载的催化剂成为近年来的研究热点,其中主要包括固体超强酸和氧化物两大类。综述了这两类催化体系在催化活性、反应机理及掺杂改性等方面的研究现状,比较了各种催化剂的优缺点,并对CH₄-SCR的发展前景进行了展望。     

Cr-Ce/Al2O3催化剂对挥发性有机物的催化降解

采用共沉淀法制备了一系列不同铬铈负载量和铬铈负载比例的Cr-Ce/Al2O3催化剂,采用XRD、BET、NH3-TPD以及H2-TPR对所制得的催化剂进行表征。在空速为15 000 h-1、挥发性有机物体积分数为1 500 μL·L-1的条件下,于固定床反应器上考察了催化剂在三氯乙烯(TCE)催化氧化降解反应中的催化活性。实验结果表明,Cr-Ce/Al2O3(5%,10%)系列催化剂具有较好的低温催化降解三氯乙烯活性,其中Cr-Ce/Al2O3(5%,10%)活性最高,在271.3 ℃时可将尾气中90%的三氯乙烯降解。催化剂反应800 min后活性仅有轻微下降,说明该催化剂具有较好的稳定性。此外,将该催化剂用于其他VOCs催化降解反应中同样具有较好的活性,在350 ℃时可以将尾气中VOCs完全降解。     

N_2O直接分解催化剂的研究进展

本文详细综述了用于Ｎ２Ｏ直接分解催化剂的研究进展情况。Ｎ２Ｏ分解催化剂大致可以分作以下几类，即：（１）稀土氧化物及相关氧化物；（２）复合金属氧化物；（３）沸石催化剂；（４）水滑石热分解产物催化剂。前两类催化剂注重探讨催化分解Ｎ２Ｏ的机理；而后两类催化剂主要研究催化分解Ｎ２Ｏ的活性。     

Au/SnO2催化氧化CO性能的研究

以SnO2为载体,Au为活性组分,采用真空浸渍法、共沉淀法、沉积 沉淀法制备CO氧化的催化剂,同时还制备双金属体系催化剂Au-Pd/SnO2和Au-Pt/SnO2。用气相色谱对所制备的催化剂进行活性评价,运用DSC、SEM、XRD、BET等对催化剂进行表征。在本实验条件下,载体二氧化锡焙烧温度为500 ℃,催化剂成型温度为350 ℃,金负载量为3%(wt.)时,用沉积-沉淀法制备的Au/SnO2活性最好,在18 ℃,空速为24 000 h-1条件下就能将CO（浓度为4%）完全氧化为CO2;添加铂和钯可提高Au/SnO2对CO的催化活性。     

反应条件对Cu/Ni/Fe类水滑石去除CS2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（CS2）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;O2含量的增加促进了水解产物H2S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;H2O和CS2之间存在竞争吸附,一定含量的水蒸气有利于CS2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。     

Mn的氧化价态对Mn／γ-Al2O3催化剂催化臭氧氧化气相低浓度甲苯的影响

采用共沉淀法,以Al2O3为载体制备Mn／γ-Al2O3和Mn—Ce／Mn／γ-Al2O3催化剂,并分别在N2气氛和O2气氛下焙烧。采用固定床连续流动反应器,研究所制备催化剂在室温条件下催化臭氧氧化甲苯的性能。通过XRD、XPS和FTIR等手段对催化剂的结构和组成进行表征。结果表明,Mn／Mn／γ-Al2O3催化剂具有良好的催化臭氧氧化甲苯和催化臭氧自身分解的性能,共沉淀法制备催化剂的最佳Mn负载量为20％。O2气氛焙烧和Ce的加入,可以有效提高催化剂的活性和寿命。原因是O2气氛焙烧和Ce的加入可以提高Mn的氧化价态。催化剂失活的主要原因是有机副产物在催化剂表面吸附堆积,失活催化剂在550℃、空气气氛下焙烧可恢复催化性能。     

Mn-Ce复合氧化物微球的制备及其催化氧化甲苯性能

为了开发高效稳定、具有低温活性的降解VOCs催化材料,采用传统水热法制备了一系列不同锰铈比的催化剂(MnO₂、Mn_0.95Ce_0.05O_x、Mn_0.90Ce_0.10O_x、Mn_0.80Ce_0.20O_x及Mn_0.60Ce_0.40O_x),利用SEM、BET、XRD、H₂-TPR、O₂-TPD、拉曼光谱等技术对催化剂的物理化学性质进行了表征分析,同时考察了其对甲苯的催化氧化活性。结果表明：通过简单的水热合成法合成出的Mn-Ce复合氧化物均为微球,但Ce的加入使得微球催化剂表面的纳米针消失,变为光滑的微球体;而不同的催化剂在氧化甲苯时呈现不同的催化氧化性能,其中Mn_0.80Ce_0.20O_x具有最佳的甲苯氧化性能,这是由于其具有较强的氧化还原性能、较高的化学吸附氧含量及存在Mn-Ce固溶体。因此,通过控制催化剂中Ce含量,可调控催化剂的形貌和物理化学特性,从而使Mn-Ce复合氧化物在甲苯催化氧化中展现出优异的催化性能。研究结果为新型高效降解VOCs催化材料的设计和开发提供了新思路。     

Size Distribution of Particles That May Contribute to Soiling of Material Surfaces

ABSTRACT

This study investigated the effect of adding vanadium (V) to natural manganese oxide (NMO) in ammonia (NH₃) selective catalytic reduction (SCR). The addition of V to NMO decreased the catalytic activity at low temperatures by blocking the active site. However, the enhancement of catalytic activity was achieved by controlling NH₃ oxidation at high temperatures. From the NH₃ temperature programmed desorption and oxygen on/off test, it was confirmed that the amount of Lewis acid site and active lattice oxygen of the catalyst affects the catalytic performance at low temperature

IMPLICATIONS Recently, NMO and manganese oxide have been reported as SCR catalysts. They usually have only reported the reaction characteristics and catalytic activity on the NH₃ SCR over NMO or manganese/metal oxide catalysts. There are no studies about the effect of addition of V to NMO. Therefore, this study investigates the catalytic activity and reaction characteristics on the NH₃ SCR over NMO and V/NMO, and a new application is proposed based on the conclusions of this study.     

Cu/Al催化剂的制备及其在环丙沙星降解反应中的应用

为解决传统Fenton法在水体通常的酸碱(pH＞6.0)条件下活性低的问题,采用水热合成法制备了掺杂Al的非均相铜基类芬顿催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及比表面与孔隙度分析(BET)等技术对其结构和形貌进行了表征;以20 mg·L⁻¹的环丙沙星(CIP)为目标污染物,研究了不同催化剂的非均相铜基类芬顿反应体系对CIP的降解效果及H₂O₂消耗量和·OH产生量的影响;探讨了Cu/Al-180催化剂投加量、H₂O₂投加量、初始pH 3个因素对Cu/Al-180催化剂的非均相类芬顿催化降解性能的影响;考察了催化剂的循环使用活性及稳定性。结果表明：不同温度下合成的Cu/Al催化剂主要组分是以CuO和少量Al₂O₃组成的介孔材料;Cu/Al-180催化剂具有较好的结晶度及均匀的颗粒状表面形貌,且对CIP具有最高的催化活性;在Cu/Al-180催化剂投加量为3.0 g·L⁻¹、H₂O₂投加量为149.55 mmol·L⁻¹、pH为5.0条件下,反应时间120 min时CIP降解率为93.3%;Cu/Al-180催化剂催化H₂O₂的pH范围明显拓展,在弱酸性和中性条件下表现出优良的催化性能;合成的Cu/Al-180催化剂经过5次连续循环使用后对CIP降解率可达64.2%,表明该催化剂具有较高的催化活性,且金属离子溶出量较少。     

金属改性Pd/Al2O3对煤矿乏风催化氧化性能的影响

以堇青石蜂窝陶瓷为基体的Pd/Al2O3催化剂,通过负载不同金属(M:Ce、Ni、Ba、Mg、Fe、La和Mn)氧化物进行改性,研究煤矿乏风中甲烷的催化氧化反应机理。结果表明,不同金属氧化物负载下M-Pd/Al2O3晶相存在明显差异,Ni和Mg的负载阻止了Al2O3高温下向稳定的α-Al2O3相态转变,Ni和Mg添加与Al2O3形成NiAl2O4和MgAl2O4能有效地提高催化剂的低温催化活性和高温热稳定性;PdO2比PdO催化活性更高,Ni和Mg的负载能维持PdO2相态存在,减弱PdO2烧结发生和促进Pd的均匀分布;Ni、Mg氧化物改性Pd/Al2O3催化剂催化氧化煤矿乏风,具有良好的应用前景。     

铈锆比率及过渡金属掺杂对Pd/CexZr1-xO2催化剂性能的影响

采用均相共沉淀法制备了不同铈锆比率的复合氧化物,并用等体积浸渍法制备了其负载的Pd/CexZr1-xO2催化剂。考察了铈锆比率对复合氧化物性质及其负载单Pd催化剂催化氧化柴油机尾气性能的影响。在此基础上,掺杂Mn、Ni和Cu对催化剂进行改性并考察反应活性。利用XRD、BET、H2-TPR和TEM等技术对样品进行表征。结果表明,Ce/Zr为1/1时Pd/CZ催化剂抗烧结性能最佳;过渡金属和铈锆协同作用一定程度上提高了柴油机氧化催化剂(DOC)的催化活性;Cu和Mn的掺杂能有效降低CO、碳氢化合物(HC)和NO的起燃温度,提高柴油机尾气催化氧化性能;Ni对催化性能的改善不明显。     

Effect of the Mn oxidation state and lattice oxygen in Mn-based TiO2 catalysts on the low-temperature selective catalytic reduction of NO by NH3

TiO₂-supported manganese oxide catalysts formed using different calcination temperatures were prepared by using the wet-impregnation method and were investigated for their activity in the low-temperature selective catalytic reduction (SCR) of NO by NH₃ with respect to the Mn valence and lattice oxygen behavior. The surface and bulk properties of these catalysts were examined using Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area, X-ray diffraction (XRD), temperature-programmed reduction (TPR), and temperature-programmed desorption (TPD). Catalysts prepared using lower calcination temperatures, which contained Mn⁴⁺, displayed high SCR activity at low temperatures and possessed several acid sites and active oxygen. The TPD analysis determined that the Brönsted and Lewis acid sites in the Mn/TiO₂ catalysts were important for the low-temperature SCR at 80～160 and 200～350 °C, respectively. In addition, the available lattice oxygen was important for attaining high NO to NO₂ oxidation at low temperatures.

Implications: Recently, various Mn catalysts have been evaluated as SCR catalysts. However, there have been no studies on the relationship of adsorption and desorption properties and behavior of lattice oxygen according to the valence state for manganese oxides (MnO_x). Therefore, in this study, the catalysts were prepared by the wet-impregnation method at different calcination temperatures in order to show the difference of manganese oxidation state. These catalysts were then characterized using various physicochemical techniques, including BET, XRD, TPR, and TPD, to understand the structure, oxidation state, redox properties, and adsorption and desorption properties of the Mn/TiO₂ catalysts.     

富氧条件下NOx催化净化的研究进展

本文对富氧条件下NOx的催化净化进行了综述与探讨,着重分析了分子筛催化剂、贵金属催化剂以及金属氧化物催化剂在碳氢化合物选择性催化还原NOx反应中的活性及其影响因素,描述了催化反应的机理,并指出了今后的研究方向.     

铈锆固溶体负载LaCoO3催化碳烟的性能和表征

用柠檬酸法制备了铈锆固溶体负载不同量LaCoO3的催化剂。用热重法测试了催化剂样品对碳烟的催化活性。采用程序升温还原法（H2-TPR）、BET、X-射线衍射仪（XRD）和X-射线光电子能谱仪（XPS）对催化剂进行了测试。结果表明,铈锆固溶体表面形成了稳定的LaCoO3钙钛矿相结构;负载量为30%LaCoO3的催化剂具有最高的催化活性,起燃温度降到530℃;催化剂的催化活性与催化剂还原峰强度以及催化剂表面氧物种OII的含量紧密相关。     

Ti-Ce-Zr-Ox复合脱硝催化剂的制备及其性能研究

采用共混法制备了Ti-Ce-Zr-Ox复合脱硝催化剂TiCe0.1Zr0.1O2.4,运用X射线衍射、氮气物理吸附、扫描电镜等表征手段,分别对该催化剂的晶型、表面积、孔分布及结构形貌进行了分析,同时考察了反应温度、空速、水蒸气和SO2对该催化剂NH3选择性催化还原NO的影响.结果表明,TiCe0.1Zr0.1O2.4催...