CeO2改性再生SCR催化剂的单质汞氧化特性

对国内某1000MW燃煤发电机组失活选择性催化还原（SCR）催化剂进行CeO₂改性再生。对再生前后样品进行N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）对比表征分析。在自制固定床反应系统上对CeO₂改性再生催化剂（CeReCat）进行Hg⁰氧化性能测试,同时研究了SO₂、H₂O、NO和NH₃对Hg⁰氧化性能的影响。结果表明,CeO₂改性再生方法可有效清洗失活SCR催化剂表面杂质,恢复催化剂表面活性位点和孔隙结构,可使Ce、V两种活性元素得到有效负载。CeO₂改性后的样品Hg⁰氧化性能显著提升,3.0 CeReCat具有最佳Hg⁰的氧化效率。此外,烟气中加入600μL/L SO₂后,3.0 CeReCat仍具有高达74.4%的Hg⁰氧化效率,抗SO₂性能较好。烟气中的NO可轻微促进Hg⁰的氧化。由于竞争吸附作用,烟气中的H₂O和NH₃会抑制Hg⁰的氧化。CeO₂改性再生催化剂置于SCR系统下层时,由于烟气NH₃浓度较低而具有较高Hg⁰氧化效率,具有良好的应用前景。     

Mo对平板式V-Mo/Ti脱硝催化剂活性及SO2氧化性能的影响

在工业脱硝催化剂生产线上制备不同MoO₃含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂，通过XRF、XRD、N₂吸附-脱附、Raman、H₂-TPR、NH₃-TPD、SO₂-TPD、TG和耐磨强度对催化剂物化性质进行分析。在固定床反应器中考察催化剂的脱硝活性，并研究MoO₃含量对催化剂SO₂氧化性能的影响。结果表明，提高催化剂中MoO₃含量，对催化剂的晶型、孔结构影响较小，对催化剂单板的机械性能有一定的负面影响。相比V-Mo(3)/Ti催化剂，V-Mo(5)/Ti催化剂的酸性变化不大，还原性能提升，具有更好的脱硝活性。当MoO₃含量达到质量分数6.98%时，催化剂的总酸量明显降低，导致脱硝活性下降。提高催化剂中MoO₃含量造成脱硝反应过程中副产物N₂O生成量的增加，但较高的MoO₃含量可以有效减少催化剂对SO₂的吸附，减...     

钇掺杂三氧化二铁催化剂的脱硝性能研究

为提升三氧化二铁（Fe₂O₃）催化剂的脱硝性能,扩展催化剂的活性温度窗口,采用共沉淀法引入助剂钇（Y）元素对Fe₂O₃催化剂进行改性。通过X射线衍射（XRD）、氮气等温吸-脱附（N₂-BET）、X射线光电子能谱（XPS）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）等表征方法对样品进行了表征分析。XRD和N₂-BET结果表明,Y的掺杂使催化剂结构发生变化,比表面积增加、孔径减小。XPS和NH₃-TPD结果证明,Y掺杂Fe₂O₃具有更多的表面吸附氧（O_Ⅰ）、Fe²⁺以及更多的酸量。H₂-TPR结果表明,Y的掺杂使催化剂的氧化还原能力略有下降。测试了不同含量Y掺杂的Fe₂O₃催化剂在150~400 ℃的脱硝性能,其中Fe₉Y₁O _x 催化剂的脱硝活性最佳,在300 ℃达到81.8%。     

酸改性CoPd/TiO2催化CH4-CO2直接合成C2含氧化合物

采用酸处理方法对CoPd/TiO₂催化剂进行改性，并将酸改性催化剂用于温和条件下CH₄-CO₂梯阶转化直接合成C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的反应。在150～300℃考察了浸酸方式和不同种类酸处理对催化剂活性和选择性的影响。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和N₂吸附对催化剂进行了表征。结果表明，酸改性明显提高了CoPd/TiO₂上C₂含氧化合物的生成速率和选择性。浸酸方式对催化剂性能和结构有显著影响，先用酸浸渍载体然后再浸渍活性金属所得催化剂具有更高的活性。在H₃PO₄、HNO₃和HCl中，H₃PO₄浸渍的催化剂活性最佳，在150℃时C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的生成速率为3365 μg/(g·h)，选择性达到91%。     

Cr对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

采用浸渍法将不同含量的Cr₂O₃负载在工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上,并通过XRD、NH₃-TPD、H₂-TPR、XPS、N₂-吸附脱附、拉曼光谱等手段对催化剂进行表征分析。使用固定床微型反应评价装置对不同催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明：工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上负载Cr₂O₃,对催化剂的孔结构影响较小;V-Mo-Cr/Ti催化剂与V-Mo/Ti催化剂相比具备更多的表面酸量。但由于受Cr₂O₃的影响,催化剂的还原性能较低,化学吸附氧含量较少。与V-Mo/Ti催化剂相比,V-Mo-Cr/Ti催化剂在250~430 ℃温度区间内的脱硝效率较低,N₂O生成量较多。     

Si改性对NiMo/Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

以中和法合成的不同SiO₂含量的改性氧化铝为载体,本文制备系列Si改性的NiMo/Al₂O₃催化剂,采用X射线衍射（XRD）、N₂物理吸附（BET）、程序升温脱附（NH₃-TPD）、吡啶吸附红外光谱（Py-IR）、程序升温还原（H₂-TPR）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X射线光电子能谱（XPS）等分析手段进行详细表征。表征结果显示,引入Si减弱了活性金属与载体之间的相互作用,改善了催化剂的孔结构与表面酸性分布,提高了活性相分散度和金属硫化度,促使形成更多的II类NiMoS活性相。以二苯并噻吩（DBT）为模型化合物,在固定床加氢装置上考察了系列催化剂的加氢脱硫（HDS）性能,结果表明,引入Si可降低DBT的加氢反应活化能,提高反应速率常数,进而提高催化剂的加氢脱硫活性。对比DBT转化率在50%时的脱硫产物分布表明引入Si可影响催化剂的反应路径选择性,直接脱硫路径（DDS）选择性从83.69%增加至92.89%,证实了催化剂的表征规律。     

选择催化还原(SCR)反应机理研究进展

简述了NH₃和NO在催化剂表面吸附、转化活化和反应历程及H₂O和SO₂对以上反应行为的影响。分析表明,NH₃氧化脱氢进而与NO反应是决定NH₃反应性和最终产物的关键。NO以气态（Eley-Rideal机理）或硝基类物质等吸附态（Langmuir-Hinshelwood机理）形式参与选择催化还原（SCR）反应。提高催化剂酸性和氧化还原循环性能,利于NH₃和NO吸附和转化及相互间反应。高温时,H₂O影响轻微,而SO₂增强催化剂酸性,提高脱硝活性。低温时,H₂O和SO₂抑制NO吸附和转化活化,导致硫铵盐累积和活性位转变为硫酸盐使催化剂失活。因此,提高抗H₂O、抗SO₂性能是低温脱硝催化剂研发的重要方向。而发展在线升温等再生工艺以解决硝酸盐或含硫化合物导致的失活问题,对保障低温脱硝系统长期稳定运行具有重要意义。     

WO3改性Cu/CeO2催化剂选择性催化氧化乙二胺的性能研究

以CeO₂为载体、Cu物种为主要活性位点,采用浸渍法制备了一系列WO₃改性Cu/CeO₂催化剂。研究了WO₃质量分数对乙二胺(EDA)选择性催化氧化(SCO)性能的影响,并通过XRD、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD等方法对催化剂的物理化学性质进行了分析表征。结果表明,WO₃改性的Cu/CeO₂催化剂的N₂选择性大幅提高,其中Cu/5W/CeO₂在337℃时对EDA实现了100%的转化率,该温度条件下NO_x的浓度大幅降低,同时具有较好的活性和选择性。表征结果表明,WO₃的引入显著提高了催化剂的酸性位点数量,促进了对反应副产物NO_x的催化还原,提高了反应的N₂选择性。     

单空缺石墨烯负载的Pd单原子催化剂上NO还原的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）方法对单空缺石墨烯负载的Pd单原子（Pd/SVG）催化剂上H₂还原NO的反应进行了研究,探究了Pd/SVG上NO还原生成N₂和NH₃的路径。在Pd/SVG上NO容易加氢形成HNO,需要的活化能为67.0 kJ·mol^-1,显示了极高的催化活性。N₂生成的有利路径为NO活化生成HNO后,HNO继续加氢生成中间体NH₂O和NH₂OH,然后NH₂OH解离生成NH₂和OH,生成的NH₂中间体结合NO形成NH₂NO,然后NH₂NO异构化形成的NHNOH再经解离生成N₂与H₂O,这个过程中的决速步骤为NH₂NO分子内氢转移生成NHNOH,能垒为144.3 kJ·mol^-1。对于NH₃的生成,从NO的活化到中间体NH₂的形成与N₂的形成过程相同,最后NH₂加氢即可形成NH₃,这个过程中的决速步骤为NH₂O加氢生成NH₂OH,能垒为86.4 kJ·mol^-1。比较生成N₂和NH₃的决速步能垒可见,Pd/SVG催化剂上NO经H₂还原更容易形成NH₃。本研究为石墨烯负载型Pd基催化剂上H₂还原NO的实验及工业应用提供理论参考。     

磷添加方式对NiMo/Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用分步浸渍法制备了不同磷添加方式改性的NiMo/Al₂O₃催化剂,在固定床微反装置上考察了该系列催化剂对焦炉煤气中噻吩加氢脱硫（HDS）性能的影响,采用BET、X射线衍射（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、C₄H₄S(H₂)程序升温脱附[C₄H₄S(H₂)-TPD]、X射线光电子能谱（XPS）、高清透射电镜（HRTEM）和拉曼（Raman）等分析手段对催化剂进行表征。结果表明,不同磷添加方式制备NiMo/Al₂O₃催化剂的HDS性能存在较大差异。其中,催化剂PNi-Mo/Al和PMo-Ni/Al表面弱吸附解离活性位增强,对焦炉煤气中噻吩有较好的低温加氢脱硫活性,以含292.5mg/m³噻吩的模拟焦炉煤气为原料时,PNi-Mo/Al在250℃下对噻吩的脱硫率达61%。对于PNi-Mo/Al和PMo-Ni/Al催化剂,先浸渍P、Ni或者P、Mo时,P优先和载体Al₂O₃作用,减弱了活性金属组分Ni、Mo与载体间的相互作用,而又防止Ni或者Mo与载体间相互作用过低而聚集,提高了Ni、Mo在载体表面的均匀分散,生成能够促进硫化形成Ⅱ型活性相Ni-Mo-S的NiMoO₄物种。NiMoO₄和MoO₃之间的协同作用提高了催化剂的硫化度,使HDS活性得以提高。     

微波热解制备g-Fe2O3催化剂及其SCR脱硝性能

以FeSO₄·7H₂O[Fe(NO₃)₃·9H₂O]为铁源,采用新型微波热解法制备γ-Fe₂O₃[a-Fe₂O₃]催化剂样品,通过XRD、N₂等温吸附-脱附、压汞法等实验手段对催化剂样品晶相、微观孔结构等进行表征;考察两种催化剂样品的NH₃-SCR脱硝性能,通过归一化处理得到两种催化剂在不同温度下的本征脱硝反应速率,同时对比研究了γ-Fe₂O₃与钒系催化剂的脱硝活性;研究氨氮比、氧浓度等运行参数对γ-Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响规律,并对其抗硫抗水性能进行考察.结果表明:采用新型微波热解法可得到纯度较高的γ-Fe₂O₃催化剂,其介孔分布合理且大孔数量丰富;同时γ-Fe₂O₃催化剂表现出优于a-Fe₂O₃催化剂的脱硝性能,400℃时最大NO_x转化率达到96%,300、325、350℃下单位面积脱硝速率达到a-Fe₂O₃催化剂的3倍左右;γ-Fe₂O₃催化剂具备优良的抗硫抗水性能,其最佳氨氮比为1、最佳氧体积分数为3.5%.     

溶胶-凝胶原位合成宽活性温度V2O5/TiO2脱硝催化剂

利用溶胶-凝胶技术原位合成一系列不同V₂O₅担载量的V₂O₅/TiO₂催化剂,通过BET、XRD、NH₃-TPD及紫外-可见光等手段对催化剂进行表征。结果表明：制备的催化剂均具有介孔结构,V₂O₅在TiO₂表面高度分散,且存在3种典型的酸性位。通过选择性催化还原反应对V₂O₅/TiO₂催化剂进行活性评价,结果显示随着V₂O₅含量的增加,NO转化率大于75%的温度窗口向低温方向偏移,含10% （质量分数）V₂O₅的催化剂的NO转化率为80%的温度窗口最宽为200～450℃,240℃时20 h连续实验表现出稳定的抗硫抗水性能。结合紫外-可见光谱分析,揭示了钒掺杂所形成的单聚和低聚钒酸盐为催化剂的活性组分。     

磷酸/活性炭催化剂的制备及其在乙二醇脱水制1,4-二氧六环中的应用

以处理过的活性炭为载体,采用浸渍法制备了不同负载量的磷酸/活性炭催化剂。采用XRD、XRF、SEM、EDS、TEM、NH_3-TPD和N_2吸附-脱附等对催化剂进行表征分析,并将制备的催化剂应用于乙二醇脱水制1,4-二氧六环的反应。表征分析表明,制备的催化剂具有良好的微观形貌、孔道结构和酸性质;反应结果表明,磷酸负载质量分数为8%的催化剂反应效果最好,在此条件下,乙二醇转化率100%,1,4-二氧六环选择性达到90.6%,具有良好的应用前景。     

低温氨-选择性催化还原氮氧化催化剂的研究进展

氮氧化物(NOx)的排放对人类健康和植物生长造成了严重危害,对其进行净化治理刻不容缓。火电厂烟气是NOx的主要来源,氨-选择性催化还原(NH₃-SCR)技术可对其排放进行有效控制。V₂O₅-WO₃(MoO₃)/TiO₂脱硝催化剂的工作温度偏高,不能满足低温宽工作温度窗口等工况的需要,因此,开发具有宽工作温度窗口的低温脱硝催化剂成为研究热点,其中,钒基、锰基金属氧化物催化剂和金属离子交换分子筛催化剂的研究最为广泛。探讨催化剂脱硝性能的关键影响因素、抗水抗硫性能以及反应机理,有助于为高效、实用的低温脱硝催化剂的设计和开发提供科学依据。从钒基金属氧化物催化剂、锰基金属氧化物催化剂、金属离子交换的分子筛催化剂、低温脱硝催化剂的抗水抗硫性能以及低温NH₃-SCR反应机理等方面对近年来国内外低温脱硝催化剂的研究进展进行综述。今后需要解决N₂选择性不够理想、抗水抗硫性能差、低温工作温度窗口较窄和反应机理不统一等问题。     

SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NITRIC OXIDE BY AMMONIA ON PILLARED CLAY CATALYSTS: POSSIBLE MECHANISM AND PROMOTERS

The delaminated Fe₂0₃-pillared clay shows high activities for selective catalytic reduction (SCR) of NO by NH₂. Temperature program desorption (TPD) studies show that large amounts of NO., are adsorbed on the pillared clay catalyst at the SCR reaction temperatures (i.e. near 400°C). This result indicates that a Langmuir-Hinshelwood type mechanism (for reaction between chemisorbed NO, and NH, on the surface to form N₂) is operative for the pillared clay catalyst, which is in contrast to the SCR reaction on the commercial vanadia-based catalysts. The SCR activities for the delaminated Fe₂0₃-pillared clay catalyst are higher than that of a commercial-type V₂O₅ + WO₃/TiO₂ catalyst under SO₂ + H₂0 free conditions, but became lower in the presence of SO₂ +l H₂0. However, when promoted by doping 1-3% Cr₂0₃, the pillared clay catalyst exhibits higher SCR activities than the commercial-type catalyst in the presence of S0₂ + H₂O at all practical SCR reaction temperatures     

NO reduction by CH4 in the presence of excess O2 over Mn/sulfated zirconia catalysts

Selective catalytic reduction (SCR) of NO with methane in the presence of excess oxygen has been investigated over a series of Mn-loaded sulfated zirconia (SZ) catalysts. It was found that the Mn/SZ with a metal loading of 2–3 wt.% exhibited high activity for the NO reduction, and the maximum NO conversion over the Mn/SZ catalyst was higher than that over Mn/HZSM-5. NH₃–TPD results of the catalysts showed that the sulfation process of the supports resulted in the generation of strong acid sites, which is essential for the SCR of NO with methane. On the other hand, the N₂ adsorption and the H₂–TPR of the catalysts demonstrated that the presence of the SO₄²⁻ species promoted the dispersion of the metal species and made the Mn species less reducible. Such an increased dispersion of metal species suppressed the combustion reaction of CH₄ by O₂ and increased the selectivity towards NO. The Mn/SZ catalysts prepared by different methods exhibited similar activities in the SCR of NO with methane, indicating the importance of SO₄²⁻. The most attractive feature of the Mn/SZ catalysts was that they were more tolerant to water and SO₂ poisoning than Mn/HZSM-5 catalysts and exhibited higher reversibility after removal of SO₂.