蜂窝式MnO_x/PG-CC催化剂的制备及低温选择性催化还原法脱硝性能

采用悬浮浆液法将凹凸棒石(PG)涂覆于堇青石蜂窝陶瓷(CC)基体上,制取PG-CC涂层载体,利用过饱和浸渍法负载MnOx制备MnOx/PG-CC催化剂应用于柴油车尾气SCR脱硝.考察了制备条件对催化剂低温SCR活性的影响,采用BET、SEM-EDS、XRD手段对催化剂的理化性质进行了分析表征,探讨了催化剂结构特性与活性间的构效关系.研究发现,堇青石基体经PG涂层后,对活性组分的一次负载量显著增加,由3%增至13%,对应的催化剂低温脱硝活性显著提高,在100℃脱硝活性由10%提高到78%.结果分析表明,堇青石基体经PG涂层后比表面积大幅度增加,可以承载更高的活性组分,且活性组分具有更好的分散性,从而使得催化剂的活性点增加;另一方面,PG涂层催化剂具有更高的表面Mn4+/Mn3+价态比,更有利于催化剂的低温选择性催化还原法(SCR)活性.活性组分Mn Ox与PG涂层之间的协同作用是导致催化剂低温SCR脱硝活性得以提升的关键因素.研究结果表明,通过对堇青石蜂窝基体进行凹凸棒石涂层后采用浸渍法负载锰氧化物,可制备出具有较高低温SCR活性的蜂窝式模块催化剂.     

国内新型柴油机尾气净化催化剂

本文采用挤压成型堇青石蜂窝载体,制成含有铂、钯的催化剂。研究了第二载体活性氧化铝晶形结构、涂载最对载体比表面和催化剂活性的影响;添加稀土元素有利于改进催化剂的耐高温性能。用165型柴油机尾气进行净化试验,说明催化剂对CO和总烃净化效果较好,当空速为36000小时~(-1),在载Pt(2克/升)催化剂上,CO起燃温度180℃,总烃200℃;CO转化率达90％的温度为210℃,总烃为250℃; 250℃下,当空速增加到10万小时~(-1),CO转化率为97％,总烃转化率83％。催化剂的活性与国外同类型催化剂相接近。     

TFJF型燃烧催化剂

研制了一种天然沸石堇青石蜂窝(TFJF)型燃烧催化剂以考察其催化特性.结果表明,这种催化剂对含芳烃、酮、酯、酸、酚等毒性较大、臭味重的有机废气均有很高的催化燃烧活性.反应温度为180—300℃时,净化率达99％以上,并可耐800℃多的高温,能满足漆包线等工厂废气治理的要求.     

载体酸蚀预处理对CuMnCeOx/堇青石催化氧化甲苯性能的影响

为解决蜂窝堇青石载体比表面积小、活性组分难以负载等问题,采用硝酸酸蚀堇青石载体并负载金属氧化物,制备了Cu-Mn-Ce/堇青石催化剂.分析了不同酸蚀强度下催化剂对甲苯催化燃烧差异的原因,在40%wt硝酸溶液中、50℃下酸蚀4 h条件下得到的催化剂对甲苯的催化性能最佳,与其他催化剂相比,其表面平均孔径为38.31 nm并有更佳的孔隙率,且在12—14 nm处以及20—30 nm处有更佳的孔径分布,其上活性组分分布极为分散,具有更小的活性颗粒尺寸.在与未经酸蚀预处理催化剂的比较中发现,经酸蚀预处理的催化剂具有更大的比表面积和多样的氧化物晶体类型,更高的Cu/Mn比例(1.72∶1.26),其中Mn⁴⁺(31.1%)、Ce³⁺(27.5%)及Osur(50.9%)在其占比均高于未经酸蚀预处理催化剂.     

Cu-ZSM-5/堇青石催化剂上同时消除烃和NO的研究

利用水热合成技术在堇青石蜂窝陶瓷载体上原位合成分子筛,分别通过离子交换法和浸渍法制备了整体式Cu-ZSM-5/堇青石催化剂,以丙烷为还原剂,在模拟柴油机尾气系统中评价了两类催化剂消除烃和NO的性能.结果表明,晶化时间48 h时,原位合成的ZSM-5/堇青石催化剂载体表面有形状规则的ZSM-5晶核生成,且具有较好的牢固度...     

HF对Cu-SSZ-13/堇青石的原位合成及脱除NO_x的影响

以Cu-TEPA为模板剂原位水热合成一系列具有优良deNOx特性的Cu-SSZ-13/堇青石整体式催化剂.为进一步改善其氨的选择性催化还原氮氧化物的活性,在制备过程中添加HF对原位制备Cu-SSZ-13/堇青石整体式催化剂进行改性.利用XRD、SEM、XPS、BET、ICP-AES等对样品进行了表征.结果表明,当nHF/nAl在0.015—0.0375时,晶化72 h的Cu-SSZ-13/堇青石表现出了优异的脱硝性能和抗老化性能,其最大转化率为99.8%,NOx转化率保持在90%以上的最宽活性温度窗口为280—640℃,而无HF的新鲜样品的NOx转化率保持在90%以上的活性温度窗口为300—580℃;720℃老化50 h处理后,nHF/nAl=0.015—0.0375样品的NOx转化率保持在90%以上的最宽活性温度窗口为360—520℃,未添加HF的老化样品相应的活性温度窗口为400—500℃.无论新鲜还是老化,nHF/nAl=0.015—0.0375样品在低温段200—300℃和高温段500—700℃的NOx转化率基本都大于未添加HF的样品.结合表征结果,在催化剂原位水热合成过程中HF的加入既提高了样品的相对结晶度和负载量,又增大了样品的比表面积和比孔容,且提高了Cu-SSZ-13/堇青石骨架结构的稳定性,进而在一定程度上改善了Cu-SSZ-13/堇青石的高温脱硝活性和水热稳定性.     

全Pd三效催化剂研究涂层材料的研究

制备了作为Pd三效催化剂涂层材料组成的活性Al2O3/金属氧化物添加剂试样,用BET法、XRD法及H2－TPR法对这些涂层原材料体系进行表征。结果表明：金属氧化物添加剂提高了活性Al2O3的热稳定性;添加ZrO2改善了CeO2的热稳定性;与含Ca的试样不同,含La试样没有贮氧能力。用含有Al2O3-CeO2/ZrO2和Al2O3-La2O3/BaO的涂层材料制备的Pd催化剂有好的CO,HC和NOx同时净化的三效性能和低的起燃活性。加入0．003％（V／V）SO2降低了催化剂活性,含La2O3/BaO涂层材料的Pd催化剂上NOx反应易被SO2中毒。     

混合轻稀土燃烧催化剂的研究及其应用

本文研究了稀土氧化物,特别是混合轻稀土氧化物对排气净化催化剂活性的影响。稀土元素氧化物Sm_2O_3添加于Pd/γ-Al_2O_3催化剂中,使催化剂对一氧化碳的氧化活性明显提高,转化温度T_(50％)和T_(90％)分别下降50℃和80℃,并提高了钯催化剂的热稳定性。当混合轻稀土氧化物添加于钯或贱金属氧化物催化剂中,催化剂活性也有所提高。其结果为:添加于钯催化剂中,对一氧化碳的转化温度T_(50％)和T_(100％)分别下降9℃和11℃;添加于贱金属氧化物中,T_(50％)和T_(100％)下降20℃和14℃;添加于钯-贱金属氧化物复合催化剂中,T_(50％)和T_(100％)分别下降14℃和12℃。在此基础上,研制出一种活性高、耐水汽、热稳定性好的混合轻稀土排气净化催化剂,并已用于固定污染源有机废气与汽车尾气的净化。     

单钯型汽车尾气净化催化剂研究

应用流动体系微型反应和怠速实验装置对Pd/Ni/La-Ce-Al汽车尾气净化催化剂的CO、C3H8、NO转化活性进行了评价、研究了镍含量和La-Ce-Al涂层对催化剂活性的影响、对催化剂进行了TPR、CO-TPD、O2-TPD、C3H8-TPD表征.结果表明:镍对Pd/La-Ce-Al催化剂具有良好的助催化作用;在实验条件下,镍含量为15%时催化剂小试评价具有最好的CO、C3H8氧化活性和NO还原活性;La-Ce-Al涂层比例对催化剂转化活性影响很大;Pd/Ni/La-Ce-Al催化剂具有非常高的CO、HC三效氧化活性,但其NO三效还原活性有待改善.     

蜂窝陶瓷表面预处理对催化剂性能的影响

应用溶胶－凝胶技术对蜂窝陶瓷载体进行涂层,以ＣＯ氧化作反应模型,考察了浸渍次数、分散剂及Ｌａ,Ｃｅ,Ｚｒ,Ｙ,Ｃｏ等组分对催化剂活性的影响,同时考察了Ｌａ２Ｏ３对催化剂耐热性能的影响．实验表明:两次浸渍的催化剂活性较高,浸渍原液中加入分散剂提高了催化剂对ＣＯ的氧化活性,使最低完全转化温度降低了１３℃左右．在Ｌａ,Ｃｅ,Ｚｒ,Ｙ,Ｃｏ等组分中,Ｃｅ是最有效的活性助剂,当ＣｅＯ２含量占Ａｌ２Ｏ３涂层的１８%时,催化剂的活性最好．而Ｌａ和Ｚｒ的加入对催化剂活性无明显作用,Ｙ和ＣＯ的加入则降低了催化剂的活性．在７００℃下７ｈ的热老化实验表明:Ｌａ２Ｏ３的加入对催化剂热稳定性无明显影响,但是,１０５０℃温度下２４ｈ热老化后的活性评价表明:Ｌａ２Ｏ３的加入对催化剂热稳定性作用显著,与未加Ｌａ２Ｏ３的催化剂相比,最低完全转化温度降低了１５℃左右．     

蜂窝陶瓷表面预处理对催化剂性能的影响^1）

应用溶胶－凝胶技术对蜂窝陶瓷载体进行涂层,以CO氧化反应模型,考察了浸渍次数,分散剂及La,Ce,Zr,Y,Co等组分对催化剂活性的影响,同时考察了La2O3对催化剂耐热性能的影响,实验表明：两次浸渍的催化剂活性较高,浸渍原液中加入分散剂提高了催化剂对CO的氧化活性,使最低完全转化温度降低了13℃左右,在La,Ce,Zr,Y,Co等组分中,Ce是最有效的活性助剂,当CeO2含量占Al2O3涂层的18％时,催化剂的活性最好,而La和Zr的加入对催化剂活性无明显作用,Y和Co的加入则降低了催化剂的活性,在700℃下7h的热老化实验表明：La2O3的加入对催化剂热稳定性无明显影响,但是,1050℃温度下24h热老化后的活性评价表明：La2O3的加入对催化剂热稳定性作用显著,与未加La2O3的催化剂相比,最低完全转化温度降低了15℃左右。     

低浓CH4催化燃烧的研究

制备了陶瓷蜂窝结构贵金属和金属氧化物催化剂,研究了CH_4的氧化活性,其中金属Pd催化剂具有最佳的活性,使用Pd催化剂测定了低浓CH_4燃烧的若干基本参数,获得若干基础性的结果。     

蜂窝状Mnx/PG-CC催化剂中低温CH_4-SCR脱硝性能

采用悬浮浆液法将凹凸棒石(PG)涂覆于堇菁石(CC)表面,制备PG-CC载体.将PG-CC载体以过饱和浸渍法经Mn(NO_3)_2前驱体溶液处理后依次干燥、煅烧制得Mnx/PG-CC整体式催化剂,应用于柴油车尾气净化处理.考察了制备参数(锰负载量、煅烧温度)和工况条件(氧气含量,CH_4/NO)对Mnx/PG-CC催化剂在CH_4-SCR反应中脱硝活性的影响.采用BET、FE-SEM、XRD、XPS和NO吸脱附等表征手段对催化剂的结构和形貌进行表征.结果表明,在锰负载量为11%、煅烧温度为300℃下所制得的催化剂具有较佳的CH_4-SCR脱硝活性,O_2含量为5%、CH_4/NO为1,反应温度为300℃时反应条件最优.锰氧化物活性组分在催化剂表面的高度分散和均匀分布有利于催化剂的CH_4-SCR脱硝活性提高,且有助于NO吸附在载体表面并形成硝酸盐中间体参与催化反应.     

蜂窝状Ti_(0.14)Mn_(0.86)O_x/CH催化剂的制备及其低温NH_3-SCR脱硝性能

采用自蔓延高温合成法(SHS)以堇青石蜂窝陶瓷(CH)为基体制备了一系列Ti_(1-y)MnyO_x/CH整体式催化剂,应用于柴油车尾气氮氧化物净化.考察了制备参数(钛锰比、涂覆次数、点燃温度)和工况条件(空速,水蒸气)对催化剂低温SCR(选择性催化还原)脱硝活性的影响,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积(BET)等表征手段对催化剂的结构和形貌进行表征.结果表明,在Ti∶Mn=1∶6(物质的量之比),一次涂覆,点燃温度为350℃条件下所制备的催化剂具有最佳的NH_3-SCR脱硝活性,Ti_(0.14)Mn_(0.86)O_x/CH催化剂在空速为30000 h~(-1),氧气含量为3 vol%反应温度为150—250℃时反应条件为最优,催化剂在150℃以上具有良好的耐水性.Ti元素的添加提高了催化剂表面Mn~(4+)/Mn~(3+)比例,并使MnO_x呈无定形态均匀分散在Ti_(0.14)Mn_(0.86)O_x/CH催化剂表面,提高催化剂的低温SCR活性.     

稀土复合氧化物加少量贵金属的汽车尾气催化剂的初步研究

本文对稀土添加少量贵金属的汽车尾气催化剂进行了研究,包括稀土氧化物对涂层热稳定性的影响、活性组分浸渍方式对活性的影响。说明不同的浸渍方式对催化剂活性作用不同,分浸比共浸的效果好,ＣＯ起燃温度降低１５￣３０℃,并与贵金属催化剂进行对比,说明钙钛矿结构催化剂具有良好的耐久性,９５０℃水热老化１６ｈ后,起燃温度及最大净化效率没有明显变化。     

常温下CO氧化催化剂的研究

为使CO在常温下氧化为CO_2,本工作选择了活性碳纤维作为催化剂载体,以PdCl_2-CuC_2-Cu(NO_3)2为活性组份,比较了三种活化方法制备的活性碳纤维其比表面积及羧基含量的变化。用FT-IR及XPS方法测试了载体表面含氧官能团与活性组份之间的相互作用。考察了载体比表面不同时,对CO氧化性能的影响。研究了钯含量、温度、预饱和水温对催化活性的影响。对反应动力学进行了初步考察,测定的表观活化能约为15.8千卡/克分子。催化剂在20—40℃、空速为10000小时~(-1)的条件下,可使浓度为4×10~3ppm的CO有效的氧化为CO_2。     

氧化锰八面体分子筛(OMS-2)负载Pd催化剂的制备及其CO催化氧化性能

通过前掺杂法(PI)和浸渍法(IM)制备了氧化锰八面体分子筛(Octahedral Molecular Sieves,OMS-2)负载Pd(Pd/OMS-2)催化剂.采用X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)和N2-吸附/脱附等技术对样品进行了表征,研究了不同制备方法和不同Pd负载量对Pd/OMS-2催化剂催化氧化CO性能的影响,通过与载体OMS-2的比较研究了Pd/OMS-2催化剂的稳定性.结果表明,前掺杂法制备的Pd/OMS-2-PI催化剂活性明显优于浸渍法制备的Pd/OMS-2-IM催化剂,其T100分别为75℃和175℃.这与Pd/OMS-2-PI催化剂中OMS-2载体与Pd之间存在强相互作用有关.Pd负载量明显影响Pd/OMS-2-PI催化剂的催化活性,3Pd/OMS-2-PI催化剂(Pd=3.0wt%)催化活性最高,这是由于Pd掺杂进入OMS-2晶格结构,能活化晶格氧,而随Pd含量进一步增加,部分Pd分布在OMS-2表面.稳定性结果表明,Pd/OMS-2-PI稳定性明显优于OMS-2载体本身,这可能与Pd掺杂进入催化剂晶格,能较好稳定OMS-2结构密切相关.     

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H_2-TPR对催化剂进行表征,结果表明,MnO_x和CoO_x之间具有相互作用,MnCo催化剂具有最高的甲苯催化活性,T_(50)和T_(90)分别为243℃和259℃.改变Mn和Co的比例,发现当Mn∶Co=2∶3时,Mn_2Co_3催化剂具有最高的甲苯和乙酸乙酯的催化性能,T_(90)分别为252℃和238℃.     

ABO_3型/合金蜂窝排气净化催化剂适用性考察

本工作以催化反应器与气相色谱仪联用的方法,实现反应与检测同步、灵活,快速地考察了ABO_3型/合金蜂窝催化剂的适用性。含烷烃、烯烃、酸、醛酮、醇、苯类等十三种代表性有机尾气,在空速一万时~(-1)左右,起燃温度都小于200℃,达90％转化率的温度都小于360℃,最终净化率在96％以上。     

偏二甲肼废水的催化氧化作用

本文报导了用空气和H_2O_2作氧化剂,通过催化剂治理偏二甲肼废水,取得了良好的净化效果。若同时辅以活性炭吸附或延长净化时间等方法,可使偏二甲肼废水的排放浓度下降到0.5—0.8mg/l,还可使二次污染物甲醛的排放浓度减少到1.3—2.0mg/l