金属氧化物对CO还原NO反应的催化作用

采用固定床流动反应器,研究ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ２Ｏ３等单元金属氧化物及它们形成的复合氧化物对ＣＯ还原ＮＯ反应的催化活性。结果表明,在５００℃８００ｍｌ／ｍ＾３ＮＯ－０．２％ＣＯ－２．０％ＣＯ２－Ｎ２气氛中ＣＯ还原ＮＯ的能力很小,稳定还原率仅为１．５０％。     

NO-CO-CO2-N2体系中若干金属氧化物对NO去除反应的催化作用

采用固定床流动反应装置，考察Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｎｉ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５等金属氧化物对ＮＯＣＯＣＯ２Ｎ２体系中ＮＯ去除反应的催化作用，同时，分析了ＮＯＣＯＣＯ２Ｎ２体系中金属氧化物对ＮＯ去除的作用。研究结果表明，各金属氧化物对ＮＯ去除反应均有不同程度的催化活性，其中Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ２Ｏ３、ＣｕＯ等对ＮＯ的去除显示出较强的催化作用。金属氧化物存在条件下ＮＯＣＯＣＯ２Ｎ２体系中，ＮＯ去除反应较为复杂，ＮＯ／ＣＯ气相直接反应、低价氧化物对ＮＯ的还原作用、金属氧化物对ＮＯ分解反应的催化作用及金属氧化物对ＮＯ／ＣＯ反应的催化作用等都可能存在。大部分金属氧化物以对ＮＯ／ＣＯ反应的催化作用为主，而Ｎｉ２Ｏ３的预还原试样对ＮＯ的直接分解反应表现了极强的催化活性。     

NiO-Cr_2O_3/TiO_2系列催化剂的结构和脱硝性能

NOx是主要的大气污染物之一,如何有效地消除NOx污染,一直是全球研究的热点。CO催化还原NO是NOx污染控制中的一个重要反应。TiO2具有较好的抗水,抗SO2性能,除用NH3作为还原剂的V-W-Ti催化体系外,有关TiO2作为脱硝催化剂载体的研究或应用报道不多。因此,开展对TiO2基催化剂用于脱销具有十分重要的理论和实际意义。本研究以纳米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。以计算量的Ni(NO3)2和Cr(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℃、0.08 Mpa下至水分蒸干为止,在550℃下、空气气氛中焙烧4 h既得所需催化剂。用以上方法分别制备2%NiO-10%Cr2O3/TiO2、4%NiO-8%Cr2O3/TiO2、6%NiO-6%Cr2O3/TiO2、8%NiO-4%Cr2O3/TiO2与10%NiO-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。     

H_2O和SO_2对Cr-Ce/TiO_2催化氧化NO性能的影响

采用浸渍法在最佳制备条件下制备了新型Cr-Ce/TiO2催化剂,并对催化剂进行了BET和XRD表征.同时,考察了反应温度、H2O和SO2对该催化剂催化氧化NO性能的影响,并对中毒催化剂进行了FT-IR分析,讨论了中毒机理.结果表明,Cr-Ce/TiO2催化剂具有良好的NO氧化活性,在空速为10000h-1、O2体积分数8%(φ)、NO进口体积分数700×10-6条件下,反应温度250℃时NO转化率可达到59.7%,330℃时NO转化率可达到最大值80.7%.单独加入10%(φ)H2O或300×10-6(φ)SO2都可使催化剂活性降低,但在较高温度时影响较小.330℃下单独通入SO2和同时通入H2O与SO210h后,由于催化剂表面生成了少量硫酸盐和亚硫酸盐,活性下降并维持在62.4%左右,能够满足对NOx进行高效吸收的要求;停止通入H2O和SO2后,催化剂活性恢复到71.6%,加热处理后活性能进一步恢复到78.5%.该催化剂具有比文献中报道的其它NO氧化催化剂更强的抗H2O和SO2毒化能力.     

焙烧温度对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2选择性催化脱硝性能的影响

采用溶胶-凝胶法并以不同温度焙烧制备一系列CeO_2(ZrO_2)/TiO_2(CZT)催化剂,考察了CZT催化剂固相结构、酸量、比表面积等性能与催化活性的关系。采用XRD、BET、NH3-TPD、H2-TPR以及XPS等表征技术对催化剂进行表征。结果表明:焙烧温度为450℃时CZT催化剂具有最高的催化活性,其在240~400℃的温度窗口内活性均高于90%,且具有较好的抗水和抗硫中毒能力。随着焙烧温度的提高,催化剂表面的Ce和Zr原子进入体相晶格且Ce0.5Zr0.5O2向Ce0.75Zr0.25O2转变,导致催化剂的储释氧能力和氧化还原性能降低。另外,锐钛矿和金红石型TiO_2晶粒尺寸的增加,催化剂的有效比表面积和总酸量降低,因此CZT催化活性随着焙烧温度的提高而有所降低。换言之,大的比表面积、良好的氧化还原性能、表面Ce4+的富集以及酸性位的增多均有利于NH3-SCR活性的提高。     

CH_4火焰中CO_2对NO行为影响的实验研究

针对CH4 火焰中CO2 浓度对于NO降解的影响进行了详细地分析研究。结果表明 :过量空气系数对于NO的降解有着很大的影响。和氧化性气氛相比 ,还原性气氛更有利于NO的降解。同时还原性气氛中CO2 的存在降低了NO的降解率 ,而氧化性气氛中CO2 的存在能够促进NO的降解。在还原性气氛中 ,随着CO2 浓度的升高 ,其继续减少NO降解率的作用也越来越不明显     

CuO/TiO2的疏水改性及其影响因素

采用3种制备方法对纳米TiO₂催化剂进行疏水改性,以高浓度硝基苯为处理对象,在可见光照射下,研究了催化剂的疏水改性方法及其影响因素,并进行了光催化反应影响因素研究. 结果表明,滴加法和吸附法制备的催化剂具备完整的TiO₂(锐钛矿)和CuO晶体衍射峰,共沉法制备的催化剂没有TiO₂(锐钛矿)衍射峰出现;不同方法制备的催化剂对可见光吸收阈均达到900 nm;滴加法和吸附法制备的催化剂疏水位主要是长链烷基;共沉法制备的催化剂疏水位主要是短链烷基. 降解试验发现具备长链烷基的催化剂有较佳的催化能力,滴加法氮气煅烧得到的催化剂催化性能最好,2 h硝基苯去除率可达75%.      

SO2和NO2在高岭石表面的反应和协同效应

高岭石是一种含铝的层状硅酸盐矿物,研究大气中常见的气体在其表面的非均相反应具有一定的实际意义,在一定程度上可揭示大气环境中化学反应过程。文章采用自行搭建的原位漫反射红外傅里叶光谱(DRIFTS)检测系统,考察了在干态和湿态条件下,对照SO_2和NO_2分别在高岭石颗粒物表面发生的非均相反应过程,以及SO_2和NO_2协同反应效应。实验结果表明,SO_2与高岭石颗粒物的非均相反应均较弱,仅在干态下检测到亚硫酸盐物种,并且存在较大的CO_2的红外吸收峰。NO_2在干态和湿态条件下均检出了硝酸盐物种,适宜的湿度有利于硝酸盐的生成。在SO_2和NO_2共同与高岭石反应的过程中,发现四氧化二氮(N_2O_4)取代了亚硝酸盐成为反应的中间体,同时亚硫酸盐被氧化为硫酸盐。SO_2和NO_2在高岭石颗粒物表面的反应中相互影响,协同作用。     

CuO负载在TiO2和CeO2-TiO2上对NO+CO反应的催化作用

用N0＋C0微反流动法、TPR、XRD、BET和NO-TPD等技术研究了CuO在Ti02和Ce02-Ti02上对N0＋CO的催化还原作用。实验表明，不同负载量的Cu0在Ti02上，其N0＋CO的反应活性以Cul2-Ti为最佳，在反应温度为400℃时，NO的转化率达到100%；且CuO负载在CeO2-TiO2上其活性随CeO2含量的增加而提高，Cul2-CelO-Ti在300℃时就能使NO达到100℃转化。XRD和TPR结果显示，该体系催化活性的高低，与CuO在TiO和CeO2/TiO2上高度分散的Cu物种及形成细颗粒的晶相CuO物种有非常密切的关系；NO-TPD结果显示，催化剂还原活性的高低和NO在催化剂表面的脱出与分解难易程度有关。     

不同粒径活性氧化铝负载CeO_2-Fe_2O_3催化还原脱硫脱硝

运用工业级活性氧化铝作载体,开展CeO2掺杂对不同粒径活性氧化铝负载Fe2O3催化还原烟气脱硫脱硝实验研究。并采用BET和XRD分别对氧化铝载体和催化剂进行表征。实验结果表明:比表面积和孔容相近的不同粒径活性氧化铝载体负载活性组分后,催化还原同时脱硫脱硝的活性表现出粒径较大的铝基催化剂,比粒径较小的铝基催化剂脱硫效果好;不同组分CeO2掺杂10%Fe2O3/Al2O3催化剂中,3mm粒径6%CeO2-10%Fe2O3/Al2O3催化剂脱硫效果最好;将此种催化剂用于模拟烟气(SO2+NO+CO+N2)脱硫脱硝研究,获得较宽的脱硫脱硝温度范围(300~550℃),且NO和SO2转化率均大于92.5%。     

Au/SnO_2/TiO_2催化氧化CO性能的研究

通过煅烧制备TiO2,用浸渍法负载SnO2,沉积沉淀法负载Au,制备不同SnO2含量的Au/SnO2/TiO2催化剂。采用BET、SEM、XRD等手段对催化剂样品进行表征并考察煅烧温度、SnO2的添加量等对Au/SnO2/TiO2催化剂催化CO氧化活性的影响。结果表明:Au/SnO2/TiO2催化活性比Au/TiO2明显提高;海绵钛在400℃煅烧后负载10%SnO2和1%的Au催化活性较好,在124℃左右能使气体中含量为2.94%的CO基本完全转化。     

Pd/TiO_2的H_2选择还原NO反应性能研究

采用浸渍法制备了一系列Pd基TiO_2催化剂,并在富氧条件下评价其在氢气选择性催化还原NO(H_2-SCR)反应中的性能。以纳米TiO_2为载体,考察了TiO_2种类、贵金属含量、预处理温度对催化剂性能的影响。结果表明,贵金属含量相同时,以TiO_2(P25)为载体的催化剂活性明显优于以TiO_2(A18)为载体的催化剂;增加贵金属含量有助于提高低温活性;降低预处理温度,有利于在整个测试温度范围内催化剂活性的提高。XPS结果显示催化剂上起活性的主要物种为金属态的Pd。     

O2/CO2气氛下氮反应机理的研究

选取CH4、O2、CO2、Ar、NO、NH3，等气体，作为混合气和煤粉一起送入一维沉降炉内，以模拟O2／CO2气氛下煤中燃料氮、循环NO以及二者的相互作用对NO排放的影响，结果显示，在还原性气氛下NH3、HCN、CH4、CO与循环NO间的反应是NO排放下降的主要因素，且煤焦与NO的异相反应、吸附反应对NO的降解效果要明显高于氧化性气氛，同时，CO2体积分数的增加使得燃料中氮的氧化率升高，循环NO的降解率下降；氧化性气氛下随CO2体积分数的增加，燃料中氮的氧化率也增加，但循环NO的降解率升高．当CO2体积分数不变时，其对NO降解的作用随循环NO体积分数的增加愈加明显，在循环NO也不变且CO2体积分数较低时，随过量空气系数的增加，循环NO的降解率下降，而CO2体积分数较高时则出现相反情况。     

MnOx和CeO2催化剂在含NO气氛中氧化模拟碳烟的研究

用沉淀法制备了MnOx和CeO2两种催化剂并用于氧化模拟碳烟.XRD、BET、O2-TPD和NO-TPD表征结果表明,CeO2的比表面积和NOx吸附容量更大,而MnOx则具有更多的氧物种(晶格氧O2-).TPO结果表明,气氛中引入的NO明显促进了碳烟的氧化.在无催化剂、加入CeO2和MnOx3种情况下,模拟碳烟的起燃温度Ti分别降低了38、41和101℃.DRIFTs结果表明,催化剂活性氧物种和反应过程中生成的NO3-是NO促进碳烟燃烧的关键因子.可能的反应路径为:低温富氧条件下气相中的O2吸附在催化剂表面上,丰富的活性氧物种(如O2-、O2-f和O-)得到激活和转化,进而将弱吸附NO2和活性NO2*氧化成NO3-;在高温时则释放出活性很强的NO2*和O-,因而能促进碳烟氧化,其中间产物为碳氧复合物C(O).     

O_2/CO_2半焦煤燃料N向NO转化规律试验研究

在立式管式炉燃烧试验装置上,O_2/CO_2燃烧条件下,对半焦煤在不同温度及氧气浓度对燃料N向NO转化规律进行研究。结果表明:ρ(O_2)∶ρ(CO_2)=1∶4燃烧气氛,1 000℃时,NO生成曲线表现出双峰结构趋势,温度升高后,双峰均变为单峰,NO生成总量降低,燃料N向NO转化率降低,N转化率达稳定时刻的时间向前推移60 s;温度维持1 000℃恒温,各氧气浓度条件下均有双峰结构,燃料N转化率随氧气浓度升高,N转化率基本保持不变,只有在ρ(O_2)∶ρ(CO_2)=4∶6时,表现出降低趋势,N转化率达稳定的时间向后延迟210 s。