铥改性MnCeOx/TiO2催化剂在氨中低温还原NOx的优越性能

采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTm_yO_x/TiO₂(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmO_x对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmO_x/TiO₂催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH₃-TPD分析探究了TmO_x的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150℃具有95%以上的NO_x转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm_0.3O_x/TiO₂催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH₃-SCR脱硝性能。     

不同晶相MnO2催化剂的NH3-SCO反应性能

以柴油车尾气净化过程中氨逃逸的治理为背景,采用水热合成法制备了不同晶相(α-,β-和δ-)MnO₂、并考察晶相结构对低温氨气选择性催化氧化(NH₃-SCO)反应性能的影响;并运用多种手段,如X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气低温吸-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氧气程序升温脱附(O₂-TPD)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等对催化剂的组织结构、化学状态和氧化还原性能进行表征。研究结果发现MnO₂的晶相结构和隧道结构与氨气选择性催化氧化反应性能密切相关。具有独特的[2×2]隧道结构的α-MnO₂具有最佳的反应性能,NH3可在175℃实现全转化且N₂选择性为94%,其在120℃时的反应速率是具有层状结构δ-MnO₂的12倍。α-MnO₂表面具有较高的Mn³⁺/Mn⁴⁺比有利于催化剂氧化还原性能的提高和对氧的活化,丰富的酸中心和酸量有助于对NH3吸附和活化;二者的共同作用使得该催化剂具有良好的反应性能。     

独居石负载钼氧化物催化材料制备及其NH3-SCR脱硝性能研究

使用浸渍法制备独居石负载钼氧化物的催化剂，并对其进行表征和NH₃-SCR脱硝性能测试。结果表明，当脱硝反应温度为400℃时，Mo/Ce物质的量之比为0.3的复合催化剂的NO转化率达到75%。独居石增大了催化剂的比表面积；负载金属氧化物均匀分散在独居石表面，形成了Ce³⁺/Ce⁴⁺、Mo⁵⁺/Mo⁶⁺共存的状态，能促进电子转移，生成氧空位和不饱和化学键，有利于独居石表面活性位点的增多。相对于纯独居石，复合催化剂的氧化还原能力和NH₃的脱附活化能力均有所提升，但主要集中在高温范围内，低温段脱硝效率提升相对较小。     

Ce离子改性对Cu-SSZ-13催化剂NH3-SCR反应性能的影响研究

Cu-SSZ-13催化剂已被证实是高效NH₃-SCR催化剂。然而,其经过严重水热老化(950℃)后仍会导致不可逆失活。本文通过考察引入的第二活性金属(Ce)离子浓度对Cu-SSZ-13催化剂的活性位性质及其催化活性的影响,揭示了活性位与催化活性之间的关系。结果表明,Cu-SSZ-13中引入的Ce离子并不会成为NH₃-SCR反应的活性中心,而仅起到调节Cu活性位和表面酸性位的位置和数量的作用。通过XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD和活性分析结果可知,低铈负载(约0.2%)下,少量的Ce可进入离子交换位点,有助于稳定SSZ-13骨架结构和抑制CuO_x团簇生成的作用(950℃老化后劣化率仅为6%),还能实现高铜负载(Cu负载量为3.01%)与丰富的L酸、B酸位,从而使其具有高的NO转化率、更宽的NO反应温度窗口和优异的水热稳定性。而引入过量的铈离子对Cu-SSZ-13的催化活性和水热稳定性产生不利影响,导致SCR性能下降。     

Extruded monolith MnOx-CeO2-TiO2 catalyst for NH3-SCR of low temperature flue gas from an industry boiler: Deactivation and recovery

The selective catalytic reduction(SCR) of NO_x with NH₃(NH₃-SCR) technology has been widely applied for reducing NO_x emissions from stationary and mobile sources.In this work,the extruded monolith MnO_x-CeO₂-TiO₂ catalyst was installed in a cement kiln for NH₃-SCR of NO_x,where the flue gas temperature was 110-140℃.It is found that the monolith catalyst is severely deactivated after operating for abou...     

锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂的脱硝性能研究

采用浸渍法制备锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂，探究硫酸浓度和锰改性量对催化剂脱硝活性的影响，并通过BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征手段对催化剂性能进行分析。结果表明，硫酸浓度为3 mol/L时催化剂的反应温度窗口为350～450℃,在400℃时达到最佳脱硝效率67%;继续添加5%Mn改性后，催化剂的反应温度窗口向低温移动至250～350℃,在此温度范围内N₂选择性保持在70%以上，并在300℃时达到最佳脱硝效率86%。随着硫酸浓度的增加，催化剂的比表面积先增大后减小，孔容、孔径迅速减小。硫酸活化增加了催化剂表面酸性位点的数量，提高了催化剂对NH₃的吸脱附能力。锰元素在催化剂表面以无定形态存在。锰改性催化剂在低温段较强的氧化还原能力是其反应温度窗口较硫酸活化催化剂低的主要原因。     

不同蒸汽喷吹条件下烧结烟气的NOx和SO2排放规律

为降低烟气中NO_x和SO₂的排放质量浓度，提高固体燃料的燃烧效率，本文基于某钢铁厂的烧结原料开展50 kg级烧结杯试验，研究向烧结料面喷吹蒸汽条件下喷吹总量、喷吹流量及开始喷吹时间等因素对烧结过程NO_x和SO₂排放的影响。结果表明：点火8 min后向料面连续喷吹蒸汽15 min,当喷吹流量为0.02 m³/min时，烧结烟气中NO_x和SO₂排放质量浓度分别降低11.75%、13.25%,并且烧结矿的产、质量指标亦有优化。蒸汽的加入有利于固体燃料分子键的断裂，加速固体燃料挥发分中HCN和NH₃的析出进程，同时增强了烧结料层的局部还原性气氛，进而促进烧结过程NO的异相还原反应，降低了NO_x的排放质量浓度；向料面喷吹蒸汽会使过湿层增厚，使SO₂在过湿层中逐渐被吸收，当过湿层消失时，SO₂瞬间释放不充分，从而降低其排放质量浓度，并且延迟其排放峰值。本文研究...     

Enhancement of potassium resistance of Ce-Ti oxide catalyst for NH3-SCR reaction by modification with holmium

Alkali metal K in exhaust gas has a deactivation effect on NH₃-SCR catalysts.In this work,it is discovered that the addition of Ho on CeTi catalyst can remarkably strengthen its K tolerance.The conclusions of Brunauer-Emmett-Teller(BET),X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),NH₃ temperature programmed desorption(NH₃-TPD)and H₂temperature programmed reduction(H₂-TPR)analyses demonstrate that the enhancement of K resistance mainly originates from its stronger surface acidity and redox capability,the higher concentration of Ce³⁺species and surface chemisorbed oxygen.In situ DRIFT analysis reveals that the introduction of Ho on CeTi can remarkably improve the adsorption of NH₃ and NO_x species on catalyst surface,accompanied by the intensified reactivity of ad-NH₃ species,which should also administer to improve the K resistance.     

Promotional mechanism of activity of CeEuMnOx ternary oxide for low temperature SCR of NOx

Due to strong synergistic effect of the elements,a series of XEuMnO_x ternary oxides(X=Ce,Ni,Co,Sb,Sn,Mo) were synthesized by one-pot co-precipitation method,and composite components were identified and optimized to maintain high activity and superior SO₂ and H₂O endurance in selective catalytic reduction of NO_x with NH₃(NH₃-SCR).NO_x conversion of CeEuMnO_x ternary oxide catalysts attains more than 90% at 100-2...     

改性炼钢污泥催化剂的催化脱硝性能

选择性催化还原技术是工业烟气脱硝技术中最常用的烟气脱硝方法。但催化剂的制备过程较为复杂,并且制备成本较高。本文以钢铁企业在生产过程中产生的炼钢污泥作为原料,采用焙烧改性、硫酸改性和硫酸–焙烧改性三种不同方法对其进行处理,制备了一种用于选择性催化还原氮氧化物的新型催化剂。采用比表面积分析法（BET）、扫描电镜分析（SEM）、X射线衍射分析（XRD）、X射线荧光光谱分析（XRF）和NH₃程序升温脱附分析（NH₃-TPD）等表征手段,对改性前后炼钢污泥催化剂物理化学性质的变化进行分析研究。结果表明:催化剂的主要活性组分为Fe、Mn、V、Ti;焙烧改性对催化剂活性具有一定的提升效果,可以使催化剂中的Fe₃O₄转化为具有更好脱硝活性的α-Fe₂O₃;硫酸改性后的催化剂具有优异的催化活性,300 °C时可以达到88.5%的脱硝效率;硫酸改性改变了催化剂表面形貌,减小了晶粒尺寸,生成了大量的硫酸盐物种,给催化剂表面提供了更多酸性位点,从而促进催化性能的提升。该研究为低成本脱硝催化剂的开发提供了基础,促进了冶金工业的清洁生产。      

(NH4)2SO4对烧结烟气脱硫活性炭的中毒机理

近年来，国家环保政策对烧结烟气污染物减排提出更高的要求，烟气脱硫脱硝成为钢铁工业烟气污染物治理的重点。活性炭具备良好的吸附性能和表面活性，在烟气净化领域得到广泛应用。部分钢铁企业利用烧结过程可以处理固废、废液等能力，将烧结烟气脱硫活性炭解析过程产生的制酸废液返回烧结处理，这造成制酸废液中成分会反应形成(NH₄)₂SO₄进入烧结烟气，最终会与烟气中粉尘结合并被活性炭捕集。采集工业现场烧结烟气脱硫使用的新鲜活性炭和解析活性炭，在实验室模拟中毒条件，采用浸渍法对新鲜和解析活性炭进行(NH₄)₂SO₄浸渍负载试验，研究了活性炭表面负载(NH₄)₂SO₄对其脱除SO₂性能的影响，并通过微观结构分析和表面官能团检测，揭示了(NH₄)₂SO₄对活性炭的中毒机理。结果表明，新鲜活性炭和解析活性炭表面浸渍(NH_4...     

独居石负载Fe2O3矿物催化材料的NH3-SCR脱硝性能研究

以白云鄂博矿中的独居石为催化材料的载体,采用硝酸铁溶液浸渍、马弗炉焙烧获得一系列矿物催化材料。采用X射线晶体衍射(XRD),扫描电镜(SEM),比表面积分析(BET),X射线荧光光谱分析(XRF),氨气程序升温脱附(NH₃-TPD),X射线电子能谱(XPS)以及原位红外(in-situ DRIFTS)等手段对催化剂进行相关的表征分析,在微型反应器中评估和比较了不同样品的脱硝活性。结果表明,在硝酸铁溶液浓度为0.5 mol·L^-1时,独居石负载Fe₂O₃的活性粉体的脱硝效率最佳。反应温度为300℃时,脱硝效率可达80.52%。研究表明负载Fe后矿物表面大量裂纹与孔洞,比表面积增大;且大部分Fe₂O₃以高分散或无定形状态嵌布在独居石上,形成了少部分的铁铈复合氧化物。XPS表明催化材料中Ce³⁺,Fe²⁺所占比例最高,并具有大量酸性位,表面吸附NH₃的能力逐渐提升,从而提高矿物催化材料脱硝活性;催...     

铜基材料电催化二氧化碳还原反应的研究进展

利用可再生能源将CO₂转化为具有高附加值的产品是助力“碳中和”目标的有效途径。电化学CO₂还原反应(CO₂RR)因其独特的优势被认为是碳资源循环利用的重要方向,设计和合成高性能的催化剂对于发展电化学CO₂还原反应具有重要意义。在众多金属催化剂中,金属Cu催化剂是唯一具有负*CO吸附能和正*H吸附能的金属催化剂,能够将CO₂转化成多种不同经济产物,包括一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)、甲酸(HCOOH)等碳一(C1)产物,以及乙烯(C₂H₄)和乙醇(CH₃CH₂OH)等碳二(C₂)产物,成为了电化学CO₂还原反应研究中的重要研究体系。本文综述了近年来Cu基催化剂在电催化CO₂还原反应中取得的进展,详细介绍了CO₂电化学还原反应中Cu基催化剂的设计策略,着重对金属Cu的尺寸效应、晶面效应...     

基于调控含钙化合物反应行为的烧结过程NOx减排研究进展

 高效低成本减少铁矿烧结工序NO_x排放是当前高环保态势下钢铁企业面临的重大挑战。由于铁矿烧结料层内存在将NO还原成N₂的工质条件,且含钙化合物能促进NO还原,首先从热力学和动力学角度分析了烧结料层内NO还原的主要反应,得出料层内CO还原NO反应具有明显热力学、动力学优势;其次,分析了烧结料层内CaO、铁酸钙系矿物等含钙化合物对CO还原NO反应的催化机理,重点阐述了调控生石灰、石灰石等原生含钙化合物和铁酸钙系矿物等次生含钙化合物的反应行为对其催化料层内NO还原的影响规律;在此基础上,分别从明晰料层内CO还原NO主要影响因素、解析铁酸钙系矿物对CO、NO的吸附反应行为、料层高度与含钙化合物反应行为联合调控等3方面提出了强化料层内NO还原的展望。     

锆掺杂钛负载锰氧化物用于低温选择性催化还原NO

采用凝胶溶胶法制备TiO₂以及摩尔比分别为1:1和4:1的TiO₂-ZrO₂三种载体,然后浸渍负载一定量的活性组分MnO_x制备相应催化剂.通过X射线衍射和扫描电镜对载体和催化剂进行表征,并进行氨气低温选择性催化还原NO(NH₃-SCR)实验来考察催化剂的活性.三种载体中TiO₂-ZrO₂(4:1)的颗粒粒径最小且高度分散,加入氧化锆后,Zr4+离子取代Ti4+离子掺杂进入TiO₂晶格内,引起TiO₂晶格畸变,抑制TiO₂晶型转变,并促进载体上活性组分Mn的均匀分布,从而提高催化剂的低温选择性催化还原活性.TiO₂-ZrO₂(4:1)加入质量分数10%的Mn后催化剂的活性最高,在130℃采用该催化剂催化时NO的转化率达到92.6%;150℃时通入体积分数10%的水蒸气会降低10%Mn/TiO₂-ZrO₂(4:1)催化剂的活性,撤消后活性可逐渐恢复;而200℃时10%Mn/TiO₂-ZrO₂(4:1)的活性基本不受水蒸气的影响.      

MnOx?FeOy/TiO2?ZrO2?CeO2低温选择性催化还原NOz和抗毒性研究

用溶胶凝胶法制备TiO₂?ZrO₂?CeO₂（摩尔比4∶1∶1.25）载体,柠檬酸溶液浸渍法进一步负载MnO_x及MnO_x?FeO_y,进而合成了一种Fe掺杂的新型Mn基复合氧化物催化剂,考察其NH₃选择性催化还原NO性能及抗硫性能。它在含硫氛围中有良好的低温选择性催化还原（SCR）能力和抗中毒能力,Fe的引入促进了Mn与TiO₂?ZrO₂?CeO₂载体之间的相互作用,增加了催化剂表面Lewis酸性位点的数量。根据X射线光谱分析,Mn4+,Ce4+和吸附的氧的含量明显增加,对提高催化剂的性能非常有利。根据热重分析,在SO₂和H₂O同时存在的环境下,Fe的存在使硫酸铵和硫酸铈的产生量减少,抑制了锰的硫酸化,进一步提高了催化剂的抗毒性。MnO_x（12.5%）?FeO_y（0.8）/TiO₂?ZrO₂?CeO₂（4∶1∶1.25）催化剂在180 ℃下,同时通入体积分数10% H₂O和125×10?6 SO₂ 240 min,NO_z转化率可保持在75.6%。根据研究成果,新型锰基复合金属氧化物催化剂为进一步探索催化剂的SCR反应和抗毒机理提供了基础,促进了SCR工艺的工业应用。      

Novel Mn-Ce bi-oxides loaded on 3D monolithic nickel foam for low-temperature NH3-SCR de-NOx:Preparation optimization and reaction mechanism

This study explored the superior citrate method(CM)to synthesize Mn-Ce bi-oxides on 3 D monolithic Ni-foam(NF)catalysts for the selective catalytic reduction of NO by NH₃(NH₃-SCR).The 17 wt%Mn(7)Ce(3)O_x/NF(CM-17)catalyst shows the NO_xconversion of 98.7%at 175℃and 90%in the presence of 10 vol%H2 O.It is revealed that the combination of surface-active oxygen(formed by high-level oxygen vacancies)and strongly oxidized Mn4+species promots the Fast-SCR reactions,in which Mn4+species play a leading role in NH₃-SCR reaction,and the unsaturated Ni atoms and also Ce3+species promote electron exchange and thus improve the redox performance.The coexistence mechanisms of Fast-SCR reactions and E-R pathways are observed over Mn-CeO_x/NF catalyst,which may be promoted by the Br?nsted sites at low temperature.In addition,the heat resistance,stability,3 D monolithic porous structure and excellent physical properties of foam nickel provide a unique growth substrates for catalysts preparation and reaction sites for NO_xpurification.Therefore,industrial application of Mn-Ce bioxides loaded on 3 D monolithic is proposed to be achieved through reasonable preparation methods.     

烧结烟气中含钾化合物对钒钨钛催化剂脱硝/二噁英性能的影响

采用钒钨钛催化剂可有效减排烧结烟气中NO和二噁英,而烟气中含有的钾盐会造成催化剂活性降低。在实验室采用湿式浸渍法对新鲜钒钨钛催化剂进行强制失活,研究了三种钾盐（K₂SO₄、K₂O和KCl）负载于催化剂表面对其脱硝和脱二噁英活性的影响,并采用水洗和酸洗手段考察了失活催化剂的再生性能。结果表明,不同形态钾盐会造成催化剂的脱硝和脱二噁英活性降低,催化剂对两种污染物的活性降低顺序遵循相同的规律,即KCl> K₂O> K₂SO₄。催化剂的失活机理主要包括物理失活和化学失活。物理失活主要是指钾盐在催化剂表面沉积并堵塞其孔道;化学失活主要是指钾盐与催化剂表面的活性组分产生相互作用,钝化表面活性位点,降低表面酸性,减弱氧化和还原性能,进而降低催化剂的脱硝和脱二噁英活性。再生实验结果表明,水洗可以一定程度上恢复催化剂的脱硝活性,酸洗会导致催化剂表面活性物质流失,但水洗和酸洗均无法有效恢复催化剂的脱二噁英活性。最后,提出了不同形态钾盐对钒钨钛催化剂的中毒机理。      

Doping effect of rare earth metal ions Sm3+, Nd3+ and Ce4+ on denitration performance of MnOx catalyst in low temperature NH3-SCR reaction

The MnXO_x catalysts(i.e.,MnSmO_x,MnNdO_x,MnCeO_x) were prepared by reverse co-precipitation method and used for NH₃-SCR reaction.It is found that MnCeO_x catalyst presents the best low tempe rature catalytic activity(higher than 90% NO_x conversion in the te mperature range from 125 to 225℃)and excellent H₂O+SO₂ resistance.In order to explore the reason for this result,the characterization of X-ray diff...     

活性炭表面性质对Pd/C常温氧化CO的影响

采用等体积浸渍法制备了活性炭负载Pd催化剂(Pd/C),通过正交实验研究了活性炭的种类、催化剂的制备条件等对活性炭负载钯催化剂上CO氧化性能的影响,得到了最优的制备条件。并通过N2吸附、程序升温脱附(TPD)、程序升温还原(H2-TPR)和透射电镜(TEM)等对催化剂进行了表征。正交实验极差分析表明制备各因素对催化剂氧化CO活性影响的次序为:还原剂>活性炭>还原剂用量>还原温度>还原溶pH值。催化剂表征结果表明活性炭的比表面积和孔径分布不是决定Pd/C催化剂性能的关键因素,活性炭的种类、表面组成和性质对催化剂的性能有显著的影响。其中椰壳炭(AC1)表面羧基的活性较高,同时具有较强的表面碱性,有利于活性金属Pd在载体表面的分散,并提高了Pd与载体之间的相互作用,从而使催化剂具有较高的CO氧化性能。提高Pd的担载量,可显著提高催化剂稳定性。以乙二醇作为还原剂,在pH=10,还原温度为60℃的条件下所制备的0.5%Pd/AC催化剂,在反应温度20℃时连续反应120 h仍可保持CO的全转化。