碱金属对NH_3-SCR脱硝催化剂Ce/TiO_2的毒化研究

电厂烟气中的碱金属盐(钙、镁等)对SCR脱硝催化剂有明显的毒化失活作用。基于实验研究和BET比表面积、X射线晶体衍射XRD、程序升温还原H_2-TPR、程序升温脱附NH_3-TPD和X射线光电子能谱XPS表征手段,探究解释碱金属Ca、Mg对Ce/TiO_2催化剂的毒化作用。研究表明,碱金属Ca比Mg毒化作用更加明显。实验结果揭示了氧化还原能力和布朗斯特酸位点的降低以及活性氧物种的减少,导致了Ca-Ce/TiO_2、Mg-Ce/TiO_2脱硝催化剂活性的降低。     

新型含Ni中温多元金属氧化物脱硝催化剂的合成、表征及催化活性测试

以锐钛矿型TiO_2白色粉末为载体,Fe、Ce、Mn、Ni这4种水溶性盐为反应组分,通过一步共沉淀法制备出一种新型含Ni的中温选择性催化还原(Selective catalytic reduction,SCR)脱硝催化剂——Fe_2O_3-CeO_2-MnO_x-NiO/TiO_2多元金属氧化物。通过X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪(BET)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TG)对催化剂进行多种性能表征分析,同时进行脱硝活性测试。结果表明,在脱硝催化中段温度(200~300℃)区间内,制备的新型Fe_2O_3-CeO_2-MnO_x-NiO/TiO_2多元金属氧化物催化剂表现出良好而稳定的脱硝性能,催化效率最高可达90%以上。     

石墨烯复合载体催化剂在柴油车尾气NO脱除中的应用

氨气选择性催化还原法有利于柴油车尾气中NO的脱除,为适合柴油车尾气条件和温度,制备一种石墨烯和TiO₂复合载体的脱硝催化剂,通过NH3-SCR催化活性评价、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积与孔隙度分析仪(BET)和程序升温还原(H2-TPR)等表征得出以下结论：对于TiO₂载体催化剂,高含量的Ce有利于提高NH₃-SCR催化活性,并扩宽活性温度区间,活性组分Fe有利于其低温活性;对于石墨烯载体催化剂,活性组分Ce的催化活性更优越,但Fe更有利于高温活性;针对TiO₂和石墨烯复合载体脱硝催化剂,进一步扩宽了催化活性温度区间,改善催化剂反应过程中的粉化现象,但是催化活性略有下降,其中Fe0.1Ce0.4Ti/10%GR催化剂具有最优的NH₃-SCR活性,在220～450℃温度区间内NO转化率达到90%以上。     

掺杂型Y-Ce/Fe_2O_3催化剂的制备及脱硝性能研究

采用改进共沉淀法制备稀土Y掺杂的Y-Ce/Fe2O3(k为Ce和Y物质的量比,k=0/1、1/2、2/1、1/0)催化剂。研究掺杂稀土元素Y对催化剂低温脱硝性能的影响,同时通过XRD、BET和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,Y的掺杂使催化剂的还原温度向低温方向迁移;能够细化铁铈复合氧化物的孔径,使其比表面积和比孔容增大,增加其微孔含量,使得催化剂表面活性中心增多,有利于催化活性的提高,其中,Y-Ce/Fe2O3(k=1/2)催化剂的低温SCR的脱硝活性最高,为94.5%。     

Ni和Ce浸渍顺序对催化剂催化粗己内酰胺加氢精制的影响

以γ-Al_2O_3为载体,Ni(NO_3)_2和Ce(NO_3)_3为浸渍液,以不同顺序添加浸渍液制备一组负载型催化剂,采用比表面积分析(BET)、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段分析不同浸渍顺序对催化剂结构和性质的影响,并采用固定床反应器考察了催化剂对粗己内酰胺加氢精制反应的影响。结果表明:采用分步浸渍法,载体γ-Al_2O_3依次浸渍在Ce(NO_3)_3和Ni(NO_3)_2溶液中制备的NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有较好的催化活性和稳定性,在温度90℃,压力0.8 MPa,空速0.8 h-1,氢液比75的反应条件下,其粗己内酰胺加氢精制产物高锰酸钾值(PM值)能够稳定在22 000 s。     

载体对V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂表面性质及其选择性催化还原脱硝性能的影响

采用比表面积分别为101.86 m2·g-1(A)、86.37 m2·g-1(B)和7.78(C)m2·g-1(C)的TiO_2载体,通过分步浸渍法制备V2O5-Mo O3/TiO_2(A,B,C)选择性催化还原脱硝催化剂。在空速为10 000 h-1和氨氮体积比1.0条件下,以TiO_2(A)与TiO_2(B)为载体制备的催化剂脱硝活性在反应温度窗口(350~450)℃超过90%,且具有良好的高温抗硫中毒性能和相对较小的氨气氧化率。而以TiO_2(C)为载体制备的脱硝催化剂活性温度窗口窄,在350℃时获得的最高脱硝活性仅为73%,且对NH3的氧化作用较强。利用X射线衍射、低温N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱、H2程序升温还原和NH3程序升温脱附等对载体和催化剂进行表征。结果表明,活性组分V2O5在载体TiO_2(A)上分散性良好,主要以孤立态钒氧物种形式存在,因此,以TiO_2(A)为载体制备的催化剂比表面积、氧化还原性和表面酸性等性能更优。     

WO_3掺杂对V_2O_5/TiO_2-SnO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO_x的影响

采用共沉淀法制备TiO_2-SnO_2固溶体,浸渍法负载WO_3和V_2O_5得到一系列V_2O_5-(x%)WO_3/TiO_2-SnO_2脱硝催化剂。利用比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)、原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFTS)、程序升温脱附(NH_3-TPD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等表征技术,结合脱硝性能测试,研究催化剂的表面特性、微观结构及脱硝活性。结果表明:V_2O_5-12%WO_3/TiO_2-SnO_2催化剂在250~400℃的温度窗口具有95%的NO_x转换率;随着WO_3负载量增加,催化剂比表面积有所减小;WO_3以无定形态存在于催化剂表面;催化剂表面Br?nsted酸中心强度随WO_3负载量增加逐渐增大,这是V_2O_5-(12%)WO_3/TiO_2-SnO_2催化剂具有最佳脱硝活性的主要原因。     

MnFeOx催化剂低温催化氧化NO

采用有机溶剂法制备非负载型MnFeOx催化剂,用于低温选择性催化氧化NO.研究了催化剂前驱体、Mn7+:Mn2+摩尔比、制备方法等对低温催化氧化NO的影响.实验结果表明,Mn(CH3COO)2作为催化剂前驱体较其它三种物质更有利于提高NO的转化率;Mn7+∶Mn2+=2∶1时低温脱硝性能较优;与共沉淀法比较,有机溶剂法制备的MnFeOx催化剂低温催化氧化活性较好,NO的转化率达到83％.结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积测定仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)、H2程序升温还原(H2-TPR)表征手段分析,Mn和Fe元素在Mn(CH3 COO)2作为前驱体的催化剂表面上分散均匀,催化剂脱硝性能提高;随着Mn7+∶Mn2+摩尔比增加,催化剂内部发生团聚,比表面积和平均孔径逐渐减小,不利于低温选择性催化氧化反应;同时,NO的催化活性受结晶度的影响,有机溶剂法制备的MnFeOx催化剂结晶度低,具有较多氧空穴,有利于低温脱硝.     

Ce、Zr改性Mn/ZSM-5分子筛催化剂对C3H6-SCR反应性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Ce、Zr改性Mn/ZSM-5分子筛催化剂,对其C_3H_6-SCR(选择性催化还原)反应性能进行了评价,研究了Ce、Zr的引入对Mn/ZSM-5分子筛催化剂选择催化还原NO的影响,并采用X射线衍射、比表面积测量、扫描电子显微镜、NH_3-程序升温脱附(TPD)、H_2-程序升温还原(TPR)等表征手段对催化剂的物理化学性质进行了表征。结果表明:Ce、 Zr改性Mn/ZSM-5分子筛催化剂C_3H_6-SCR反应中表现出较为优异的催化活性,最优配比的20%Mn-7%Ce-1%Zr/ZSM-5催化剂在200℃、30000h~(-1)的空速下,催化剂的最大脱硝效率达到87%,且操作温度窗口T50=150～380℃。活性组分Mn以MnO_2和Mn_2O_3形式存在,且与助剂Ce、Zr高度分散在催化剂表面,而且形成协同作用;催化剂表面的弱酸和中强酸和氧化还原性能的增强有利于C_3H_6-SCR低温催化活性的提高。     

Fe-Ce涂覆型整体式脱硝催化剂性能

将Ti O2溶胶负载在堇青石载体上,再加入Fe和Ce作为活性组分,制得整体式铈铁催化剂Ce(x)-Fe/Ti O2/CC(x=0、1、2、4、6、8)。采用XRD和BET对催化剂进行表征,使用固定床连续流动反应器考察催化剂的脱硝活性。结果表明,铈铁组分能够很好地负载于Ti O2涂层上,不破坏其结构;添加Ce的催化剂均有较好的催化活性,具有更大的比表面积和表面吸附氧。Ce与Fe物质的量比为4的催化剂Ce(4)-Fe/Ti O2/CC在(200~350)℃脱硝率大于90%,优于其他组分的催化剂。因此,采用添加Ce并且Ce与Fe物质的量比为4的催化剂可以拓宽催化活性温度窗口,提高催化剂的脱硝活性。     

粘胶基活性炭纤维催化剂低温脱硝性能研究

以粘胶基活性炭纤维毡为催化剂载体,负载Mn、Co、Ce 3种元素作为活性组分,通过浸渍法制备出不同负载比例的催化剂,探讨Mn、Co、Ce三种活性组分对催化剂的脱硝性能以及抗硫性能的影响。采用孔径分析仪(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等仪器来表征催化剂的比表面积、孔容孔径,微观形态等特征。结果表明,活性组分按照一定的比例负载在催化剂表面上,其脱硝性能有较大提升,其中6Mn-8Co-3Ce/VACF催化剂的脱硝性能最好,在此负载比下催化剂中的活性组分能够均匀的分散在载体的表面,同时在其表面上有丰富的酸性点位,良好的还原性能,在200℃下,催化剂的脱硝效率可达85%以上。在进行抗中毒实验即通入SO_2后,脱硝效率为76%,其抗硫性能较佳。     

Ce助剂对Ni/SiO2催化剂CO甲烷化活性的促进作用

采用等体积浸渍法制备了Ni/SiO2和Ni - Ce/SiO2催化剂,在连续流动微反装置上考察了催化剂的CO甲烷化催化活性.通过N2物理吸附、XRD、H2 - TPR、H2 - TPD、CO - TPD和H2 -TPSR手段对催化剂进行表征.结果表明,少量Ce助剂的添加促进了镍物种的分散和还原,使催化剂活性比表面积增加...     

Mn-Fe-Ce/Al_2O_3/堇青石催化剂低温NH_3-SCR脱硝性能研究

先采用溶胶凝胶法在堇青石蜂窝陶瓷载体上涂覆铝溶胶浆液,再通过浸渍法负载活性组分Mn和助剂,制备了NH3选择性催化还原NOx低温脱硝催化剂Mn-Fe-Ce/Al2O3/堇青石,实验结果显示:Ce和Fe的添加可以明显提高催化剂的低温脱硝活性,在体积空速4 000 h-1时和120℃条件下,NO转化率由86.3%提高到93.5%,并且在120~300℃范围内,NO的转化率均保持在93%以上。XRD、BET、NH3-TPD和H2-TPR结果表明:Fe和Ce改性后增加了催化剂的比表面积和孔体积、酸性位点、NH3的吸附能力和氧化能力,提高了催化剂的SCR活性。     

Sm~(3+)掺入对MnO_2/TiO_2催化剂低温脱硝性能的影响

采用挤出成型法制备Sm3+掺杂MnO2/TiO_2催化剂(Sm-Mn/Ti),研究Sm3+掺入对MnO2/TiO_2催化剂低温脱硝性能的影响,采用X射线衍射、氮气吸附脱附、可见光拉曼光谱以及扫描电子显微镜等对催化剂进行表征。结果表明,Sm3+的掺入抑制了TiO_2的颗粒长大,不仅增大了催化剂的比表面积,同时提高MnO2/TiO_2催化剂的缺陷浓度,有利于催化剂表面反应气体的吸附以及催化反应的进行。因此,适量Sm3+掺入会明显提升MnO2/TiO_2催化剂的低温脱硝活性、抗硫中毒、抗碱金属中毒能力,拓宽其活性温度窗口。5 000 h-1条件下,4%Sm-Mn/Ti催化剂在195℃达到最高脱硝率99%,并且在115℃脱硝率达到86%。     

Sm~(3+)掺入对MnO_2/TiO_2催化剂低温脱硝性能的影响

采用挤出成型法制备Sm3+掺杂MnO2/TiO_2催化剂(Sm-Mn/Ti),研究Sm3+掺入对MnO2/TiO_2催化剂低温脱硝性能的影响,采用X射线衍射、氮气吸附脱附、可见光拉曼光谱以及扫描电子显微镜等对催化剂进行表征。结果表明,Sm3+的掺入抑制了TiO_2的颗粒长大,不仅增大了催化剂的比表面积,同时提高MnO2/TiO_2催化剂的缺陷浓度,有利于催化剂表面反应气体的吸附以及催化反应的进行。因此,适量Sm3+掺入会明显提升MnO2/TiO_2催化剂的低温脱硝活性、抗硫中毒、抗碱金属中毒能力,拓宽其活性温度窗口。5 000 h-1条件下,4%Sm-Mn/Ti催化剂在195℃达到最高脱硝率99%,并且在115℃脱硝率达到86%。     

Cu-Ni/γ-Al2O3双功能催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢:焙烧温度的影响

采用沉积-沉淀法制备了一系列不同焙烧温度的二甲醚水蒸气重整制氢催化剂2Cu-1Ni/5γ-Al2O3(摩尔比),考察了焙烧温度对催化剂2Cu.INi/5γ-Al2O3的结构及催化性能的影响,并运用N2吸附-脱附(BET)、H2程序升温还原(H2-TPR),X射线衍射(XRD)等手段对催化剂进行了表征与分析.结果表明,5...     

M(0.1)Mn(15)/Hβ催化剂的低温NH3选择还原NO性能

NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）氮氧化物可有效减少固定源NOx的排放,目前,工业上应用的钒钛体系催化剂活性窗口温度为(300~400) ℃,不能用于低温脱硝,开发低温NH₃-SCR烟气脱硝催化剂成为研究热点之一。采用浸渍法制备M(0.1)Mn(15)/Hβ（M=Ni、Fe、Mg、Ca、Sr,0.1为M与Mn物质的量比）系列催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和H2-程序升温还原反应等方法对催化剂进行表征,在固定床微型反应器上考察催化剂NH3选择还原NO的催化性能。结果表明,加入金属助剂Ni,催化剂活性得到改善,反应温度降低,T85和T95分别为157 ℃和 171 ℃。     

Ce的掺杂对负载型催化剂LaMnO3/赤铁矿脱硝性能的影响

采用柠檬酸络合浸渍法,通过对A位离子进行掺杂或取代和调节Ce的掺杂量,制备了一系列的负载型催化剂La_1-xA_xMnO₃/赤铁矿（A=Ce、Co,x=0/0.1/0.2/0.3）,并将催化剂应用于固定床NH₃-SCR脱硝。采用XRD、BET、XRF、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段对催化剂进行分析和表征。结果表明,Ce的掺杂提高了催化剂LaMnO₃/赤铁矿的低温脱硝效率和拓宽了催化剂的活性温度窗口,如La_0.8Ce_0.2MnO₃/赤铁矿催化剂,在180℃时,脱硝效率就高达98%,且在150～250℃温度区间的脱硝效率均在90%以上。结合表征分析证明,稀土元素Ce的适量掺杂,明显提高了LaMnO₃/赤铁矿催化剂的氧化还原能力和催化剂表面NH₃分子的吸附能力;稀土元素Ce的适量掺杂也改善了催化剂比表面积,也使活性物质高度分散在载体表面上。     

甘油氢解制1,2-丙二醇Cu/ZrO_2催化剂的稀土改性

用等体积浸渍法制备了稀土改性的Zr O2负载铜催化剂,考察其在质量分数40%甘油水溶液进料时气相氢解制1,2-丙二醇反应的性能,并用比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和氢气程序升温还原(H2-TPR)表征了催化剂的孔结构、形貌、晶相和还原性。典型的氢解反应条件为220℃、1MPa、氢与甘油的摩尔比值为100,液时空速为0.25 g甘油/(g催化剂·h)。首先在预实验中对Al2O3、Si O2和Zr O23种载体进行对比实验,发现未改性的负载铜催化剂均不稳定。浸渍Ce改性的Cu/Si O2催化剂稳定性有较大改善,但只维持700 h左右。接着考察用共沉淀法在Zr O2载体中添加稀土元素铈(Ce)、镧(La)和钇(Y)的改性效果,发现均能显著提高催化活性和选择性,而加Y稳定的氧化锆(YSZ)载体性能最佳。最后浸渍Ce对Cu/YSZ催化剂进行改性,并对Ce的含量进行了优化,结果证明,18%Cu~4%Ce O2/YSZ(均为质量分数)催化剂活性和选择性最佳,1,2-丙二醇得率超过93%。该催化剂具有开放性孔结构,比表面积达到107 m2/g,前躯体中Cu O晶粒最小,还原温度最低。对最优条件下制备的催化剂进行了长运转考察,稳定运行超过1 600 h,1,2-丙二醇收率维持在94%以上。     

硫酸钠对Ni/硅藻土催化剂结构及脱氢性能的影响

通过均相沉淀法制备了负载型Ni/硅藻土催化剂前驱体,采用等体积浸渍法添加了助剂Na2SO4,并采用BET比表面积测试法、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和程序升温还原法(H2-TPR)等技术对催化剂的比表面积、物相结构、表面组分价态及含量以及氧化还原性能进行了表征,考察了Na2SO4对催化剂结构及脱氢反应性能的影响。结果表明,添加Na2SO4,载体硅藻土中SiO2的晶型未发生转变,提高了Ni物种在催化剂表面的分散度,显著提高了1,2-环己二醇的转化率(95.1%)和目标产物邻苯二酚的选择性(91.4%)。