负载型Mn-Fe/γ-Al2O3低温脱硝催化剂的性能

采用共沉淀法制备了负载型Mn-Fe/γ-Al₂O₃低温SCR催化剂,运用固定床催化反应器,以氨气为还原剂,考察了负载量、活性组分配比、焙烧温度等制备条件和空速、O₂体积分数、NH₃/NO摩尔比等操作条件对Mn-Fe/γ-Al₂O₃催化剂低温脱硝性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、比表面积测定仪(BET)等手段对催化剂进行表征.结果表明,负载质量分数为20%、n(Mn):n(Fe)=4:1、焙烧温度为600℃、空速为16000h^-1、O₂体积分数为4%、NH₃/NO摩尔比为1.2、反应温度为200℃的条件下,NO转化率达到了96%以上.     

深度脱除富氢气体中CO的纳米Ni/ZrO2催化剂

针对富氢气体中甲烷化反应深度脱除CO过程中催化剂活性不足的问题,研究了一种新型的纳米Zr O₂负载的Ni基催化剂。通过尿素水解法制备不同活性金属含量的纳米Ni/ZrO₂催化剂,在体积分数为3%CO、2%CO₂、95%H₂的富氢气氛中,采用固定床反应器,研究了在不同反应温度、体积空速WHSV等对CO转化率以及最终出口气体中CO浓度的影响,同时进行了催化剂寿命评价。研究结果表明：Ni O的负载质量分数为30%的催化剂,在反应温度为200～400℃、反应空速为1 000 h^-1的条件下,可以将CO的体积分数降低至2×10^-6以下,且催化剂在连续评价100 h内,催化剂性能稳定。研究认为,由于纳米Zr O₂对CO的吸附能力增强,有利于提高催化剂上CO甲烷化反应的效率和稳定性。     

燃煤电厂脱硝反应用低温SCR催化剂的制备及性能评价

以泡沫金属镍、九水合硝酸铁和硝酸锰为主要原料,采用浸渍法制备了1种适合燃煤电厂脱硝反应用低温SCR催化剂,对其制备工艺参数进行了优化,并对其脱硝性能进行了评价。结果表明,最佳制备工艺参数如下：Fe负载量为8%、Mn负载量为4%、煅烧温度为500℃;当n(NH₃)∶n(NO)为1.0∶1、O₂含量为5%、空速为30 000 h^-1时,低温SCR催化剂Fe₈Mn₄/Ni对模拟烟气的脱硝效率较高,当温度为160℃时,脱硝效率达到85%以上,能够满足低温条件下的使用需求。     

MnOx-FeOx/TiO2低温SCR烟气脱硝催化剂制备及其脱硝性能

采用浸渍法制备MnO_x-FeO_x/TiO₂低温脱硝催化剂粉体，考察锰铁含量对催化剂脱硝性能的影响。选取6Mn-4Fe/TiO₂粉体催化剂(Mn质量分数6%,Fe质量分数4%),考察挤出成型配方对条形催化剂孔结构的影响。比较成型前后催化剂脱硝性能及不同浓度SO₂下的抗中毒能力。采用XRD和N₂吸附-脱附对催化剂进行表征。结果表明，粉体催化剂6Mn-4Fe/TiO₂具有最佳的低温SCR脱硝活性，在空速18 000 h^-1,氨氮(氨气和一氧化氮)物质的量比1∶1,氧体积分数5%反应条件下，在(120～220)℃内能够保持100%的脱硝效率。在反应温度180℃,SO₂浓度300 mg·m^-3条件下具有优异的抗硫能力。且成型后，条形催化剂的活性温度窗口进一步拓宽，抗硫能力有所提高。     

CeO2改性Ni/γ-Al2O3催化剂上顺酐加氢制备丁二酸酐

采用等体积浸渍法制备CeO₂改性Ni/γ-Al₂O₃催化剂,通过BET、XRD、H₂-TPR和SEM等对催化剂结构及物化性能进行表征,考察Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂对顺酐催化加氢制备丁二酸酐催化性能的影响。结果表明,引入适量CeO₂可提高催化剂活性组分Ni的分散度,增加催化剂比表面积,提高催化剂热稳定性。采用负载CeO₂质量分数5%的Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂,在反应温度120 ℃、反应压力2.0 MPa和空速0.6 h^-1条件下,顺酐转化率为99.5%,丁二酸酐选择性为99.4%。     

NiO/MgO整体式催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

甲烷部分氧化制备合成气反应过程具有反应速率快、能耗低和H₂与CO物质的量比适用于合成甲醇及F-T合成等优点,是一种有希望替代传统水蒸汽重整的方法。研究在NiO/MgO蜂窝陶瓷整体式催化剂上的甲烷部分氧化过程,主要考察涂层载体、活性组分Ni含量、涂层载体前驱体、焙烧温度和还原温度对催化剂反应性能的影响。采用XRD、H₂-TPR和N2吸附等表征前驱体及其负载活性组分NiO后的晶相、还原特性和吸附性能。结果表明,采用浸渍法制备催化剂时,Mg(NO₃)₂为涂层载体MgO前驱体,在NiO负载质量分数20%、焙烧温度（500~600） ℃和还原温度750 ℃条件下制备的催化剂NiO/MgO-N性能较好,活性较稳定;以NiO/MgO-N为催化剂,在反应温度800 ℃、n(O₂)∶n(CH₄)＝0.5和空速9 723 h^-1条件下,CH₄转化率94.4%,H₂选择性99.9%,CO选择性92.9%。     

邻二甲苯气相氧化制2-甲基苯甲醛工艺研究

以Mg,K和Cs改性的VO_x/SiO₂为催化剂，氧气为氧化剂，在固定床反应器中以邻二甲苯为原料氧化合成2-甲基苯甲醛，系统地考察了改性催化剂种类、反应温度、氧气与原料物质的量之比以及液时空速对氧化反应的影响。结果表明：催化剂表面碱性的增加有利于提高2-甲基苯甲醛的选择性。较优的反应条件为：以K-VO_x/Si O₂为催化剂，反应温度为400℃，氧气与邻二甲苯物质的量之比为4.5，邻二甲苯液时空速为0.36 h^-1。优化条件下，邻二甲苯氧化合成2-甲基苯甲醛具有较高的催化反应性能，邻二甲苯的转化率为10.5%,2-甲基苯甲醛的选择性达到98%以上。K-VO_x/SiO₂催化剂的稳定性较好，具有良好的工业应用前景。     

La2O3/AC催化剂在CO同时还原SO2和NO反应中的性能

以改性活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了La₂O₃/AC催化剂。采用XRD和BET手段对催化剂进行表征,使用微型固定床反应器考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果表明,La₂O₃/AC催化剂对CO同时还原SO₂和NO具有良好活性,负载质量分数10%的La₂O₃/AC催化剂活性较好,SO₂和NO转化率达到90%的反应温度最低,分别为335 ℃和325 ℃;载体与活性组分之间存在协同作用,引入活性炭载体能够降低反应温度并提高催化活性。     

CeO2纳米棒负载Co催化CO脱除NOx的机理

以碱法水热合成径向尺寸6～10 nm的CeO₂纳米棒,采用湿法浸渍在纳米棒上负载不同含量的Co氧化物。通过实验探究Co含量改变对脱硝性能的影响原理,实验结果显示浸渍方案为3 g CeO₂∶30 ml 10%（质量分数） 硝酸钴溶液时,脱硝效率最高,在NO与CO摩尔比为1∶5,体积空速为30000 h^-1,无氧状态下,250℃ 即能达到70%以上的效率。采用氮气吸附、XPS、TEM以及XRD测试不同钴含量催化剂的物化性质,与催化性能结果比对分析后得出Co的添加是通过改变催化剂表面的活性官能团来提高效率,其中Co₂O₃对于催化CO与NO_x进行反应具有较高的效率,提高催化剂中Co₂O₃的比重可以将高效率温度段降低,CoO在一定程度上对CO与NO_x反应具有负面作用,而Co₃O₄对低温阶段N₂O选择性影响较大。     

常温下碳基活性材料催化氧化NO的研究进展

针对常温、含高浓度O₂ 的NO污染气体排放控制,典型的选择性催化还原（SCR）技术已不再适用。以碳基活性材料为催化剂的NO常温催化氧化技术得到了广泛关注,该技术在常温和高浓度O₂条件下将NO氧化为NO₂,并以硝酸或硝酸盐形式加以回收利用,因此具有环保和经济双重效益,应用前景广阔。本文简要综述了碳基活性材料常温催化氧化NO的研究进展,阐述了NO催化氧化机理,介绍了碳基活性材料的表面物化特性和反应条件（O₂浓度、NO浓度、GHSV、反应温度、水蒸气和催化剂粒径等）对催化氧化NO的影响,以及活性炭、活性炭纤维、碳纳米纤维、炭干凝胶、金属负载碳基活性材料、炭化污泥等不同碳基活性材料的催化特性,总结并展望了未来碳基活性材料低温催化氧化NO的发展方向。     

降低船舶NO_x排放的紧凑型SCR实验

采用浸渍法制备铬基催化剂,在10%Cr/TiO_2基础上研究锑负载量对催化剂催化氧化NO活性的影响。结果表明,350℃焙烧的10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂具有最佳的NO催化氧化活性,在NO体积分数为0.07%、O2体积分数为5%,空速27 000 h-1条件下,260℃时NO氧化率可达到50%,满足紧凑型SCR条件。XPS表明新鲜催化剂表面铬主要以Cr3+形式存在,经NO催化氧化反应后出现Cr6+。此外考察SO_2对催化剂的影响发现,加入体积分数为0.03%的SO_2后,350℃时10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂经15.6 h后效率由50%缓慢下降并稳定在17%,热再生后活性完全恢复。在NO催化氧化联合SCR实验中发现,当NO氧化率为46%时促成的紧凑型SCR在高空速下仍具有很高的脱硝率。空速为300 000 h-1、200℃时紧凑型SCR脱硝率达到90%,比标准SCR提高了39.5个百分点。可有效解决船舶SCR布设空间不足的问题。     

添加WO_3对铈钴催化剂CO氧化性能的影响

采用共沉淀法制备xWO_3-Ce O2-Co_3O_4复合型非贵金属CO低温催化剂,考察不同WO_3添加量和空速对催化剂催化活性的影响,并考察催化剂的抗硫性能。通过孔隙结构测试、H2-TPR、FT-IR和SEM等对催化剂进行表征。结果表明,WO_3添加质量分数1%时,催化剂具有最佳的低温活性。在CO进口体积分数0.12%、O2进口体积分数5%和空速15 000 h-1条件下,50℃时,CO转化率即可达到99.6%,60℃时,CO转化率达100%。添加WO_3,催化剂氧化能力增强,催化效率提高。随着空速升高,CO转化率下降。WO_3的加入可有效提高催化剂的比表面积,抑制硫酸盐在催化剂表面聚集,提高催化剂的抗硫性能。     

Catalytic oxidation of NO over Ce-doped Mn/TiO2

Mn-Ce/TiO₂ catalyst was prepared by impregnating Mn-Ce on TiO₂ and was characterized by XRD,BET and PL. The influences of Ce-doping concentration,loading,calcinations temperature,space velocity,inlet concentration of NO and volume fraction of oxygen on the performance of catalytic oxidation were examined. The results showed that the effect of doping Ce not only increased the surface area of MnO_x/TiO₂ but also enhanced the dispersion of active phase over TiO₂. At Ce-doping concentration of [Ce]/[Mn]=1/3,10% loading Mn-Ce/TiO₂ catalyst calcined at 300 ℃ for 3 h had high catalytic oxidation activity. When inlet concentration of NO was 300 μL/L,O₂ 10%,space velocity was 41000 h^－1,oxidation rate of NO over Mn-Ce/TiO₂ reached 58% at 200 ℃.     

催化湿式氧化法和厌氧发酵法联用处理异佛尔酮废水

分别以沉淀法、共沸蒸馏法和高温老化法制备ZrO₂载体,采用等体积浸渍法制备Ru/ZrO₂催化剂,用于催化湿式氧化法处理异佛尔酮废水。研究了反应温度、催化剂用量及反应时间对异佛尔酮废水乙酸浓度、COD去除率、TOC去除率及废水可生化性的影响。废水经催化湿式氧化处理的中间产物主要为乙酸,可由产甲烷菌转化为甲烷。结果表明,提高反应温度、增加催化剂用量及延长反应时间均可提高异佛尔酮废水COD去除率、TOC去除率及废水可生化性。在270 ℃、氧分压2.5 MPa和催化剂用量9 g·L^－1条件下,超过180 min异佛尔酮废水COD及TOC去除率分别可达90.4%和84.9%。在270 ℃、氧分压2.5 MPa和催化剂用量1 g·L^－1反应条件下,120 min时异佛尔酮废水乙酸浓度最大,为5 582.98 mg·L^－1。催化湿式氧化处理后出水利用产甲烷菌进行厌氧发酵,反应9天产甲烷体积达到最大值820 mL。     

载体结构对锡铁负载型催化剂脱硝性能的影响

利用凹凸棒土（ATP）、活性炭（AC）、介孔硅（MCM-41）、二氧化钛（TiO₂）这4种孔结构不同的载体,通过水热法制备了以Fe₂O₃为催化剂主活性组分、SnO₂为辅活性组分的锡铁负载型催化剂。催化剂的微观结构通过BET和SEM测试,并在催化剂评价装置中模拟烟气组成,考察锡铁负载型催化剂在反应温度为80～280℃、脱硝空速为32000～48000h^-1范围内的选择性催化还原（SCR）性能。同时考察了SO₂与H₂O对1/2SnFe/ATP催化剂的影响。实验表明,载体可能为催化剂提供大量Brønsted酸性位点,有利于反应气体吸附。1/2SnFe/ATP催化剂表现出最佳的SCR脱硝性能,在200℃时实现最高96.4%的NO转化率,而且由其抗硫性及其抗水性实验表明：SO₂单独作用于催化剂时,脱硝效率降低迟缓,切断二氧化硫后仍能恢复到85%以上。同时加入水和二氧化硫后,将会导致脱硝效率急剧下降。停止加入后,催化剂效率又开始慢慢恢复,效率可以恢复达到70%以上。     

O-846型合成气低温脱氧催化剂的性能研究

开发了一种用于合成气的O-846型低温脱氧催化剂,该催化剂以氧化铝为载体,以贵金属Pd为主活性组分,采用浸渍工艺制备,使用前无需活化。在贵金属和多种非贵金属氧化物助剂协同催化作用下,于空速3 500 h-1、反应压力0.5 MPa和反应温度63℃条件下,将合成气中体积分数为0.2%的O2脱至0.5×10-6以下。1 032 h寿命试验结果表明,O-846型合成气低温脱氧催化剂的活性及稳定性良好,具有工业应用前景。     

MnOx/WO3/TiO2低温选择性催化还原NOx机理的原位红外研究

浸渍法制备15% MnO_x/5% WO₃/TiO₂低温脱硝催化剂,利用原位傅里叶变换红外（in situ FT-IR）设计包括多种吸附反应以及不同预处理方式的微观暂态试验与微观稳态试验,研究其NH₃-SCR脱硝反应机理,并推测反应路径。结果表明,催化剂的NH₃-SCR反应主要以Eley-Rideal机理方式进行,仅在一定温度条件下可以看到Langmuir-Hinshclwood反应路径。催化剂表面Lewis酸位的NH₃吸附是还原剂的主要来源,Brønsted酸位吸附的NH₄⁺随温度上升参与反应的比例略有提高。NH₃的吸附活化是整个反应的控制步骤,吸附态NH₃更易与NO₂发生反应,NO与催化剂表面的相互作用明显弱于NO₂。NO会在催化剂表面氧化活性中心形成大量双齿配位型硝酸盐,阻碍NH₃的吸附和活化,O₂存在条件下促进NH₃-SCR反应进行,阻止NO在催化剂表面形成双齿硝酸盐。NO与NH₃在催化剂表面存在吸附竞争,NO的吸附作用强于NH₃,温度达到100℃后吸附的NH₃方可大量活化并与NO_x发生进一步反应。     

SCR脱硝中催化剂表面NH4HSO4生成及分解的原位红外研究

采用工业用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂,基于傅里叶原位红外光谱(in situ FT-IR)技术考察了SCR脱硝过程中催化剂表面NH₄HSO₄的生成与分解特性。结果表明:在V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂表面ABS的生成可由催化剂V═O基团上Lewis酸上配位吸附活化态的NH₃在O₂环境中与SO₂反应生成,也可由SO₂与催化剂表面反应生成的吸附态金属硫酸盐中间物VOSO₄与气态NH₃直接反应生成;NO能通过与NH₄HSO₄中的NH₄⁺直接反应来降低NH₄HSO₄降解的温度窗口,促进其在催化剂表面的分解行为,NO的脱除与NH₄HSO₄的生成是相互抑制关系;NH₄HSO₄本身的负载量影响其分解与挥发行为。     

Ni-W/SSY-Beta-Al_2O_3柴油加氢转化催化剂研究

采用SSY型分子筛、不同硅铝比Beta分子筛与大孔氢氧化铝干胶混捏制备SSY-Beta-Al_2O_3载体,等体积浸渍法制备Ni-W/SSY-Beta-Al_2O_3加氢转化催化剂,采用BET、Py-IR、XRD、NH_3-TPD对制备的催化剂及载体进行表征。在100 mL固定床加氢装置上,工业Ni-Mo型柴油加氢精制催化剂与Ni-W/SSY-Beta-Al_2O_3加氢转化催化剂级配装填,以劣质催化裂化柴油为原料,对加氢转化催化剂进行活性评价。结果表明,随着Beta分子筛硅铝比的增加,催化剂表面的L酸中心先减少后增多,B酸中心先增加后减少,催化剂的弱酸酸量先增多后减少,中强酸与强酸酸量变化不明显。在氢油体积比700∶1、反应压力8.0 MPa、精制段反应温度360℃,体积空速1.25 h^(-1),转化段反应温度400℃,体积空速1.35 h^(-1)的条件下,CYB-3催化剂加氢转化产品液相收率高达97.73%,汽油馏分收率63.72%,辛烷值91.66,柴油馏分收率33.69%,十六烷值比原料提高8.96,凝点小于-35℃。     

温度和氧含量对NH4Br改性稻壳焦汞氧化吸附特性的影响

采用10 g·L^-1 NH₄Br溶液对原始稻壳焦进行浸渍改性制备了脱汞吸附剂。利用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜/X射线能谱分析仪对改性前后稻壳焦吸附剂物理化学性质进行表征。在固定床汞吸附实验台上对吸附剂床层出口元素汞(Hg⁰)和二价汞(Hg²⁺)进行同步检测,研究了不同温度下N₂气氛和N₂+6.4 %(体积)O₂气氛中改性稻壳焦的汞氧化吸附特性。50℃下N₂气氛、N₂+6.4%(体积)O₂气氛以及150℃下N₂气氛中固定床出口均未明显检测到Hg²⁺,50℃和150℃时脱汞率均可达90%。温度为150℃时,在N₂+6.4%(体积)O₂气氛中吸附剂的总汞(Hg^T)脱除效率为98.2%,其中82.2%的Hg⁰被吸附脱除,其余则被O₂非均相氧化为Hg²⁺而氧化脱除。通过对程序升温管式炉出口Hg^T进行检测研究了吸附剂表面吸附态汞的脱附特性。汞脱附峰值温度300℃表明吸附态汞可能以Hg-Br化合物的形式赋存于改性稻壳焦表面,220~350℃的脱附温度说明吸附态汞有较高的热稳定性。100.14%~118.62%的汞平衡率验证了实验结果的准确性。