水热超声合成铈掺钒钨钛低温脱硝性能研究

文章采用水热法成功合成钛基钒系催化剂(V_4W_5Ti),通过超声浸渍合成铈掺杂钛基钒系催化剂(Ce_(10)V_4W_5Ti),用稀硫酸进行预处理合成Ce_(10)V_4W_5Ti-pre-H_2SO_4,对其脱硝能力及抗水抗硫性能进行探究。考查了不同催化剂在200℃下的脱硝性能;水分、SO_2及氨氮比对脱销效率的影响。XRD结果证明水热法合成后的催化剂的主要晶型为锐钛矿。脱硝及抗水抗硫实验结果表明:Ce_(10)V_4W_5Ti-pre-H_2SO_4的NOx转化效率最高,200℃反应温度下可达85.7%;Ce_(10)V_4W_5Ti抗水抗硫性能最佳,同时加入10%H_2O和1 000×10-6SO_2后,NOx转化效率下降9.8%;当氨氮比1时,氨氮比越高,NO_x转化效率越高。该研究利用水热法和超声辅助负载相结合,进一步增强了催化剂在低温下脱销及抗水抗硫性能,可为其在环境污染控制领域的优化应用提供思路及参考。     

用于燃气轮机的钼改性高钒SCR脱硝催化剂

由于燃机烟气具有浓度低、NO_2及H_2O含量高等特点,传统催化剂难以直接用于其脱硝处理。文章针对高钒SCR脱硝催化剂低温活性好、宽温域、抗水性好等优势,开展高钒催化剂性能与反应机理的研究。采用浸渍法制备了一系列不同钒、钼添加量的催化剂。结果表明钒、钼的添加量(质量分数)分别为3%和4%时,催化剂具有最佳的脱硝性能,在220～440℃保持95%以上的脱硝效率。该催化剂具有较好的抗水性,O_2浓度对催化性能的影响不大,NO_x浓度过高或过低时,脱硝效率有所降低,烟气中适量NO_2的存在对催化性能有促进作用。表征结果显示,该催化剂具有较大的比表面积,活性组分均匀分散,Br?nsted酸和Lewis酸位显著增加。     

焦化烟气中低温SCR催化剂制备及H_2S影响机制研究

选用纳米二氧化钛粉末P25为载体,采用浸渍法制备一系列的V/Mo-Ti催化剂,考察不同V和Mo含量对中、低温脱硝性能及N_2选择性的影响。结果表明:当温度250℃时,2V/4Mo-Ti具有最好的脱硝效率和氮气选择性,XRD和BET测试结果表明,V和Mo的负载降低催化剂的比表面积和平均孔径,但未改变催化剂的晶型。对V/Mo-Ti催化剂催化氧化H_2S的性能研究发现,V对H_2S有很强的催化氧化能力,含V催化剂在150℃时H_2S的转化率达到100%,产物主要以SO_2为主。水和H2S对不同催化剂的影响研究结果表明,与4Mo-Ti和2V-Ti相比,2V/4Mo-Ti催化剂的脱硝效率和对H_2S的耐受性均有明显提升,可在焦化烟气脱硝中取得较好效果。水和H2S对2V/4Mo-Ti催化剂耐久性的影响及其影响机理的研究表明,在烟气中存在4%水和0.01%H2S反应10 h后,脱硝效率降到70%左右;停止通水和H_2S后脱硝活性未完全恢复,说明H_2S对催化剂造成了一定的毒害作用。XPS结果显示,催化剂表面有硫酸氢铵生成,并且V5+的含量从65.5%下降至28.6%。以上两方面的因素导致了催化剂活性的降低,为催化剂的改性提供理论依据。     

钨对高钒燃气脱硝催化剂的改性及SCR反应历程研究

针对燃气工况特点,以高钒SCR脱硝催化剂为研究对象,采用共浸渍法添加钨进行改性,考察了V_2O_5-WO_3/Ti O_2催化剂的SCR脱硝活性,表征了WO_3掺杂对V_2O_5氧化还原能力和酸性位的影响,并研究了该类型催化剂的SCR反应历程。结果表明:对于高钒脱硝催化剂,WO_3掺杂可以显著拓宽催化剂在280～440℃内的活性区间,但无法大幅提高催化剂的最高脱硝效率。活性温度区间得以拓宽的主要原因是WO_3掺杂后与V_2O_5发生强相互作用,在TiO_2表面形成V—O—W物种并提高V~(5+)物种比例,从而增加表面Br■nsted酸和Lewis酸位。在SCR脱硝反应中,催化剂表面酸性位对NH_3的吸附和活化是反应决速步骤,其后与气相NO反应,由气相中O_2补缺催化剂活化NH_3过程中消耗的晶格氧或—OH氧。     

低温NH3-SCR催化剂及脱硝机理研究进展

为了开发高活性、高抗性的低温NH_3选择性催化还原(NH_3-SCR)催化剂,介绍了4种主要低温脱硝催化剂(贵金属、分子筛、炭基材料和过渡金属氧化物)脱硝活性以及抗硫抗水性能的研究成果,分析了基于原位红外和密度泛函方法的低温脱硝研究。分析认为:由一种或多种金属材料组合的NH_3-SCR催化剂一般具有良好的低温活性,但抗硫、抗水性能有待进一步提升;催化剂的表面酸性酸量特性和活性位点暴露数量与抗硫抗水性能密切相关,脱硝机理有助于分析SO_2和水蒸气对脱硝过程的影响机制。     

Cu掺杂V/REY分子筛催化剂脱除烧结烟气中NO_x的性能研究

以V/REY分子筛型催化剂为研究对象,通过掺杂不同的金属助剂X(X=Fe、Ce、Cu、Co、V和Cr等),制备了XV/REY催化剂,比较X-V/REY催化剂的脱硝效率,发现Cu-V/REY催化剂有较好的低温活性,并通过SEM、H2-TPR、NH3-TPD对催化剂的性能进行表征,系统的考察Cu-V/REY催化剂的性能,证明Cu掺杂量能较好的提高催化剂的表面酸性和还原性,最后考察了SO2和H2O对催化剂的影响,证明170℃时,Cu-V/REY催化剂有较好的抗水抗硫性能。     

选择性催化氧化脱除煤气中硫化氢的研究

该文采用浸渍法研制了活性成分含量为3%4、%、5%的V2O5/Al2O3催化剂,采用选择性催化氧化法对H2S的脱除进行了研究。试验结果表明：当温度范围为60℃～180℃时,温度越高H2S的去除效率越高;当温度高于220℃时,温度越高SO2的生成量越大;活性成分含量越高,催化效果越好,H2S的去除率最高可达95.45%;气体的停留时间越长催化效果更好,且温度越低此种效应更明显;相同温度时,氧硫比越高催化剂选择性越差;相同氧硫比时,温度越高催化剂的选择性越差。同时,催化剂的X射线衍射分析以及催化剂的焙烧试验结果表明：三种不同活性浓度的催化剂均可促使H2S催化氧化为单质S。     

VPO/TiO2催化剂表面酸性位调控及低温NH3-SCR脱硝性能研究

采用HCl调控负载型钒磷氧(VPO/TiO₂)催化剂的表面酸性,用于研究VPO/TiO₂催化剂的NH₃-SCR脱硝性能.结果表明:在HCl/V物质的量比为3～5:1范围内,催化剂的脱硝活性最高,当反应温度达到200℃时脱硝效率接近100%.表征结果表明:HCl的添加能提高催化剂的结晶度,HCl的调控使得VPO/TiO₂催化剂的比表面积略有增加.同时,也使得VPO/TiO₂催化剂中活性组分V⁴⁺的量从38%逐渐升高至46%,提高了催化剂的氧化还原性能.此外,不同HCl/V物质的量比的催化剂中化学吸附氧的相对含量随着HCl加入量的增加而提高.吡啶红外测试结果显示:HCl能影响催化剂酸性位点,HCl/V物质的量比=5的催化剂Lewis酸含量最高,总酸量为0.84×10^-4mol/g.数据拟合进一步表明,所有VPO/TiO₂催化剂的低温脱硝活性均与弱Lewis酸量呈正相关(相关系数>0.9),与活性测试相吻合.     

Ce改性钒磷氧催化剂的制备及其脱硝性能研究

采用Ce调控负载型钒磷氧（VPO/TiO₂）催化剂的表面酸性并与之形成密切相关的微观结构,研究催化剂VPO-Ce/TiO₂的脱硝性能.结果表明,当P/V为1/3、Ce/V为1/4、活性组分负载量10%、催化剂焙烧温度为400℃时,催化剂的脱硝活性最好,反应温度250~350℃范围内的脱硝率高于96.0%.BET测试结果表明,催化剂0.1VP（0.33）O-Ce（0.25）/TiO₂的比表面积为10.74m²/g,较0.1VP（0.33）O/TiO₂提高了约58.6%.0.1VP（0.33）O/TiO₂表面化学吸附氧（O_α）和晶格氧（O_β）的比例O_α/O_β为72%,掺杂Ce后O_α/O_β升高至85%,Ce掺杂还能促进相邻V⁵⁺和V⁴⁺的形成,提高催化剂的氧化还原性能.Ce掺杂对催化剂的表面酸性影响较大,当Ce/V为1/4时催化剂表面Brønsted酸最强,这与活性测试相吻合.控制烟气中SO₂和水蒸气的体积浓度分别为200×10^-6和4vol.%,催化剂的脱硝活性在150~300℃温度范围内最高下降约15.8%,当温度高于300℃时催化剂的脱硝活性几乎不下降,且反应后的催化剂表面无硫酸根生成,催化剂呈现出较强的抗SO₂和水蒸汽的性能.     

V-W/TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂催化还原NO的研究

掺杂15%TiO2对γ-Al2O3改性制备了TiO2/γ-Al2O3复合氧化物载体,以此复合氧化物及TiO2、γ-Al2O3为载体用浸渍法负载钒钨制备了一系列催化剂,采用比表面积和孔结构分析、X射线衍射(XRD)、高分辨电镜(HRTEM)、原位红外(in situ FT-IR)等技术对载体和催化剂进行宏观-微观表征,同时在模拟氨气选择性催化还原NO(NH3-SCR)的反应条件下对催化剂的脱硝反应活性进行考察,比较研究TiO2掺杂对V2O5-WO3/TiO2和V2O5-WO3/γ-Al2O3催化剂的改性作用。结果发现,少量TiO2掺杂制得的TiO2/γ-Al2O3复合载体中,TiO2和γ-Al2O3之间的协同作用使得V2O5-WO3/TiO2/γ-Al2O3催化剂的选择性催化还原脱硝效率及活性窗口明显优于单一载体制备的催化剂,并表现出了良好的热稳定性;各种表征结果表明,TiO2/γ-Al2O3复合载体中TiO2高度分散在γ-Al2O3上,复合载体具有较大的比表面积,载体表面存在大量的Br?nsted酸位和较多的活性中间产物,这些可能是TiO2/γ-Al2O3复合载体催化剂具有较好SCR活性的原因。