基于文献计量的汽车尾气净化产业专利技术态势分析

汽车尾气是空气污染的主要来源之一,为防治大气污染,我国连续出台了多项政策和标准,严格控制机动车尾气污染,汽车尾气处理产业也迎来了快速发展机遇。对汽车尾气净化技术相关的专利进行检索,分析汽车尾气净化相关产业技术的发展态势,结果表明,汽车尾气净化技术重点涉及催化处理技术、过滤净化技术、反应装置与处理系统、监测装置等。日本在本领域的专利申请占绝对优势,但近年来专利申请量有所下降。核心专利技术主要集中在以丰田、巴斯夫（Engelhard）、福特等企业为代表的日本、美国和德国的专利权人手中。我国虽然在专利总量上位居全球第3,近年来,年度专利申请量赶超日本,跃居全球首位,但是专利质量和企业竞争力仍有待提高。未来我国应加大高效催化剂及其组合技术的研发,降低尾气净化产品的成本,提高批量生产能力和产品质量,提升企业竞争力。     

活性炭协同Fe2+催化H2O2氧化处理染料废水及其表面附着污染物对催化活性的影响

采用动态连续处理装置研究颗粒活性炭（GAC）催化H2O2氧化活性红X-3B染料（RRX-3B）的效能以及GAC表面吸附污染物对催化性能的影响,考察GAC与Fe2+协同催化作用。研究结果表明：RRX-3B的处理效果随着流速的增加而逐渐降低;新GAC/H2O2体系降解效果优于单独GAC吸附与单独H2O2氧化,GAC重复使用存在部分失活现象使其脱色率和COD去除率下降,且表面预先吸附污染物的GAC在重复使用过程中下降更为明显;固定H2O2投加量为5 mmol·L-1,按n（Fe2+）：n（H2O2）为1:20投加Fe2+,GAC与Fe2+联合体系能持续有效使RRX-3B氧化脱色,重复使用4次后脱色率仍可达99.65%,GAC和Fe2+之间存在协同催化H2O2降解RRX-3B的作用。GAC表面附着的Fe2+能够加强催化作用,且有效延长其使用寿命。     

γ-Al2O3负载Mn基催化剂低温催化臭氧氧化NO

利用等体积浸渍法制备γ-Al2O3负载Mn基催化剂,考察了掺杂元素种类,掺杂元素与Mn元素摩尔比以及煅烧温度对NO低温（100 ℃）催化氧化活性的影响,并对催化剂在有SO2或H2O的烟气中的稳定性进行了探究。结果表明,掺杂元素为Ce,Ce/Mn=0.4,煅烧温度为500 ℃条件下制备的催化剂NO催化活性最佳,在NO体积浓度为500×10-6,臭氧浓度为20.9 mg·L-1,n(O3)/n(NO)=0.2,反应温度为100 ℃,模拟烟气总流量为1.0 L·min-1,模拟烟气相对湿度为4%的条件下,NO的转化率最高可达70%。此外,还对催化剂在不同条件下的稳定性和活性恢复情况进行了探究。实验最终实现了在低O3浓度条件下达到较高NO转化率的目的,为烟气脱硝提供了一种具有应用潜力的新技术。     

基于碳烟颗粒催化氧化的三维有序大孔催化剂制备及性能

三维有序大孔钴锰尖晶石催化剂（3DOM CoMn2O4）以及三维有序大孔镧、铈掺杂的钴锰尖晶石催化剂（3DOM RxCo1-xMn2O4（R=Ce, La））由胶晶模板法成功合成。通过对所得的催化剂在NOx协助下的碳烟催化氧化活性评价,优化了Ce/Co和La/Co的配比。此外,还对目标催化剂进行了XRD、N2吸脱附、Raman、H2-TPR、SEM、XPS等表征。结果表明：3DOM结构增强了催化剂与碳烟颗粒之间的接触,对碳烟氧化等“固-固-气”非均相催化反应具有明显的提升作用。此外,铈和镧的掺杂增大了活性氧物种的浓度,从而增强了钴锰尖晶石催化剂的催化氧化能力。在松散接触工况下,3DOM Ce0.9Co0.1Mn2O4的Tig（起燃温度）和Tm（CO2出口浓度最大时的温度）分别为285 oC和377 oC,3DOM La0.3Co0.7Mn2O4的Tig和Tm分别为287 oC和376 oC。     

双变截面SCR脱硝系统导流板优化设计

根据某电厂1 000 MW塔式锅炉脱硝系统催化剂首层速度偏差较大的问题,建立了基于CFD仿真分析技术的三维SCR脱硝系统数学模型,对该系统双变截面烟道处的导流板布置方式进行研究,以优化催化剂首层的速度分布。通过对比不同结构导流板下的结果,提出将原始SCR系统的双变截面烟道拆分为X方向和Z方向2个变截面烟道的改造方案。在此结构下重新进行优化设计,改造后系统内的回流区和低速区消除,流场均匀性显著提升,取得了积极的效果。为实际电厂优化调试,解决类似工程问题提供了参考数据。     

漂浮型可见光复合光催化剂B-N-TiO2/EP的制备、表征及其光催化性能

以膨胀珍珠岩为漂浮型载体,采用溶胶凝胶法制备B和N共掺杂的B-N-TiO2/EP可见光催化材料和单一N掺杂的N-TiO2/EP可见光催化材料。应用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见（UV-Vis）光谱、N2吸脱附（BET）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对催化剂进行表征。并以可见光为光源,评价了该催化剂催化降解罗丹明B的活性,考察了不同B掺杂量对该催化材料性能的影响。实验结果表明,与N-TiO2/EP相比,B-N-TiO2/EP吸收光谱发生了明显的红移,可见光吸收强度更大。B的掺杂可以抑制TiO2晶型从锐钛矿向金红石的转变。B0.57-N-TiO2/EP对罗丹明B降解效果最好,可见光条件下反应3 h,罗丹明B去除率高达93%以上,B0.57-N-TiO2/EP催化材料重复利用4次仍有75%的去除率,显示了较好的稳定性和重复利用性。     

Fenton试剂处理电厂离子交换树脂再生废水

采用 Fenton试剂对电厂离子交换树脂再生废水进行催化氧化处理 ,实验结果表明 ,当溶液 p H=2 .0、H2 O2 ( 30 % )投加量为 6 0 m L/L、F e SO4· 7H2 O投加量为 4.5 g/L、H2 O2 投加次数为 4、反应时间为 1.5 h时 ,废水的处理效果最佳     

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。     

TiO2/MCM-41的制备及对含油污泥热解过程的影响

利用溶胶-凝胶法合成了不同钛含量的MCM-41负载二氧化钛的催化剂（TiO2/MCM-41）,采用红外光谱、扫描电镜、N2-吸附脱附和X-射线衍射对催化剂的结构进行了表征,并首次将其应用于含油污泥热解过程中,利用气质联用质谱仪对回收的油气品质进行了分析。结果表明,添加TiO2/MCM-41能将含油污泥热解油的回收率由76.04%提高到83.88%,热解温度降低21℃,还能改善热解油品质。     

Ce-TiO2催化剂在含SO2气氛下的NH3-SCR中毒机理及其Co3O4改性性能

通过对Ce-TiO₂催化剂在含硫气氛下、不同温度的NH₃-SCR活性演变,结合含硫组分的定量分析、原位红外分析,研究了Ce-TiO₂催化剂在不同温度的SO₂中毒机理。结果表明,在180 ℃下,Ce-TiO₂脱硝活性对硫酸铈的生成极为敏感,0.1 mmol·g⁻¹的硫酸铈生成导致脱硝活性从50.7%降至18.5%,随后硫酸铈持续沉积,低温脱硝活性缓慢下降;在240 ℃下,Ce-TiO₂脱硝活性对硫酸铈的生成敏感性较低,脱硝活性随时间缓慢下降,0.18 mmol·g⁻¹的硫酸铈生成导致脱硝活性从100%降至53.8%,随后硫酸铈持续生成。Co改性活性结果表明：在180 ℃时,脱硝活性从50.7%提升至94.2%,且180 ℃和240 ℃抗硫性能均有所提升。进一步的表征测试表明：Co的掺杂能提升Ce-TiO₂催化剂的氧化还原性能,并抑制SO₂在催化剂表面的吸附,提升催化剂的抗硫性能。原位红外测试结果表明：硫酸化后的Ce-Co-TiO₂催化剂仍能维持了E-R、L-H脱硝反应路径的进行,保证了一定的低温脱硝活性。本研究探索了SCR催化剂的中毒机制,可为其改性与活性提升提供参考。