Ce-Zr-V-O复合氧化物对二氯甲烷催化燃烧性能

用共沉淀法制备不同铈锆比及V掺杂量的Ce-Zr-V-O复合氧化物催化剂,在常压固定床反应器上对复合氧化物催化剂用于二氯甲烷催化燃烧的活性进行评价,采用BET、XRD、XPS和H₂-TPR等方法对复合氧化物催化剂进行表征。结果表明,V与Ce-Zr形成了Ce-Zr-V-O固溶体,V掺杂提高了催化剂的比表面积和孔径,形成了更多的晶格缺陷和活性中心,使催化剂具有更高的催化活性和稳定性。n(Ce)∶n(Zr)∶n(V)=7∶3∶0.5时,Ce_0.7Zr_0.3V _0.05 O _2-λ催化剂活性最好,小于300 ℃,连续反应200 h,二氯甲烷转化率大于98%。     

过渡金属改性Ce-Zr固溶体催化氧化丙烯和CO

丙烯和CO是大气中主要的有害气体,需有效去除。选取Cu,Co,Ni,Fe为活性组分,采用共沉淀法制备过渡金属M(M=Cu,Co,Ni,Fe)与Ce+Zr+M原子比为1∶40的复合氧化物催化剂(M-CZO)催化燃烧两种有害气体,并采用XRD,BET,TPR对催化剂进行了表征。结果表明,过渡金属改性Ce-Zr固溶体对两种气体催化活性相对CZO大大提高。其中催化氧化CO时,活性顺序为Cu>Co>Ni>Fe,Cu-CZO活性最高,T50和T90分别为95℃和185℃。H2-TPR结果表明,表面氧越活泼,催化氧化CO的活性越高。C3H6催化氧化活性顺序为Co>Cu>Fe>Ni,随着温度升高,CO相对生成量增加,Cu-CZO催化氧化CO活性远高于其他三种催化剂,使C3H6→CO→CO2连续反应快速进行,从而使C3H6总转化率提高,导致Co-CZO的T90比Cu-CZO略高。整体看来,Cu-CZO催化燃烧C3H6效果最好,T50和T90分别为345℃和376℃,CO的浓度低于0.05 mg/L,二次污染最小。     

过渡金属催化CO还原NO研究进展

工业生产过程中产生的烟气含有大量NO和CO,其排放严重影响人类赖以生存的自然环境。CO选择性催化还原NO技术可实现CO与NO同步脱除，具有良好的应用前景。该技术的关键在于催化剂的开发，本文对近些年过渡金属催化CO还原NO的研究进行了分类与总结，重点介绍了Cu基、Fe基、Ni基过渡金属催化剂的研究进展，分析了催化剂的制备方法、CO-NO反应条件、助剂掺杂对催化剂活性的影响，并分析了O₂影响CO-NO反应的机理，并对未来过渡金属催化CO还原NO领域的研究进行了展望。     

异质金属离子掺杂对铈基固溶体催化性能的影响

二氧化铈固溶体具有很好的储氧能力,广泛应用于多相催化领域中。但是其高温下易烧结,导致储氧能力显著降低、活性急剧下降,限制了其在高温催化反应中的应用。异质金属离子掺杂能够引起晶格畸变,增加氧负离子流动性,提高铈基固溶体的储放氧能力,是提高铈基固溶体催化性能最有效的方法。本文综述了过渡金属、贵金属、稀土金属、碱土金属和碱金属等异质金属离子掺杂改性的铈基固溶体在催化领域中的国内外研究进展。从掺杂元素的理化特性出发,总结了异质金属离子对铈基固溶体的储放氧能力、活性组分分散状态、催化剂活性和稳定性等影响规律及作用机制。综述指出铈基固溶体掺杂改性的研究方向为进一步提升异质金属离子在二氧化铈晶胞中的溶解度,注重研究并提高催化剂的抗水性能和耐毒性及催化剂的寿命等研究。     

掺杂型负载金属催化剂在甲烷裂解反应中的研究进展

甲烷催化裂解反应能够同时制取不含碳氧化物的高纯氢和纳米碳材料,引起研究界的广泛关注。Ni、Fe和Co是常用的甲烷裂解反应的催化剂的活性组分,但单活性组分的负载型金属催化剂往往存在转化率低和寿命短等缺点,通过催化剂的设计改进其性能是催化剂研究工作的重要方向之一。除了制备方法的选择和反应条件的优化,利用不同金属组分性质间的差异,在其中引入第二或第三组分,同样能够有效改善催化剂的性能。对掺杂型负载金属催化剂的研究进行了综述。概述了催化剂的失活机理及模型(活性位覆盖模型和孔道口堵塞模型),以及如何从失活原因出发进行掺杂型负载金属催化剂的设计。根据掺杂元素作用方式不同,分类介绍了当前掺杂型负载金属催化剂的主要研究成果及其未来的发展方向。     

Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物直接涂载的整体式催化剂的化性能研究

以Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物为前驱体,通过浸渍法制备了Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物整体式催化剂.超声波振荡结果表明,Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物涂层具有良好的抗振荡性.以乙酸乙酯完全燃烧为模型反应,发现Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物直接涂载的整体式催化剂具有良好的催化活性.BET和H2-TPR结果表明,催化剂的活性与涂层的有效成分Ce0.8Cu0.2O2-δ固溶体的量有密切的关系.当Ce0.8Cu0.2O2-δ固溶体的质量分数为3%时,涂层的抗振荡性能和粘结强度较好,催化剂的活性也相对较高.     

铈基固溶体上CO_2和甲醇直接合成碳酸二甲酯

以柠檬酸为络合剂,制备掺杂不同金属的铈基固溶体。XRD表征表明成功合成了铈基固溶体。甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯活性测试结果表明,掺杂镧的固溶体具有较好的活性,加入锌的固溶体活性最差。对掺杂不同金属的铈基固溶体的NH_3-TPD和CO_2-TPD表征表明,中强酸碱位和强酸碱位是催化剂的活性中心。具有较多中强酸碱位和强酸碱位的铈镧固溶体表现出最好的活性。     

Ce0．8Cu0．2O2—δ氧化物直接涂载的整体式催化剂的催化性能研究

以Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物为前驱体,通过浸渍法,制备了Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物整体式催化剂.超声波振荡结果表明,Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物涂层具有良好的抗振荡性.以乙酸乙酯完全燃烧为模型反应,发现Ce0.8Cu0.2O2-δ氧化物直接涂载的整体式催化剂具有良好的催化活性.BET和H2-TPR结果表明,催化剂的活性同涂层的有效成分Ce0.8Cu0.2O2-δ固溶体的量有密切的关系.当Ce0.8Cu0.2O2-δ固溶体的量为3叭%时,涂层的抗振荡性能和粘结强度比较好,催化剂的活性也相对较高.     

掺杂元素对Mn基催化剂SCR性能及抗硫性能的影响

采用溶胶凝胶法制备M-Mn/TiO₂催化剂，M=Fe、Ce、Ni、Sm、Cu，考察掺杂元素对催化剂SCR性能和抗硫性能的影响，并采用XRD、H₂-TPR表征手段考察掺杂组分对催化剂性质的影响。结果表明，掺杂金属元素后，催化剂的晶粒尺寸和还原性能发生变化，表现为Fe、Ni的掺杂明显降低催化剂粒径尺寸而Ce、Sm、Cu的掺杂增加了粒径尺寸；Cu和Ni的掺杂有利于提高催化剂的还原性能。SCR实验结果表明，Cu、Sm的掺杂在整个反应温度区间内都会抑制催化剂脱硝活性，而Fe、Ni、Ce的掺杂主要抑制低温活性，在高温阶段则会促进反应的进行。掺杂金属元素后催化剂T₈₀活性窗口顺序为：Fe-Mn/TiO₂＞Ni-Mn/TiO₂＞Ce-Mn/TiO₂≈Mn/TiO₂＞Sm-Mn/TiO₂＞Cu-Mn/TiO₂。Sm-Mn/TiO₂和Ce-Mn/TiO₂能保持与Mn/TiO₂基本相似的抗硫性能，但掺杂Fe、Cu、Ni会导致催化剂在较短时间内因硫中毒失活，尤其是Fe-Mn/TiO₂催化剂的活性中心受SO₂硫酸盐化影响最大，但是水洗再生之后其活性基本恢复，且Fe-Mn/TiO₂和Ni-Mn/TiO₂催化剂的抗硫中毒性能在水洗后得到提高。     

金属掺杂对六铝酸镧的结构及甲烷催化燃烧性能的影响

在TX-100/正己醇/环己烷组成的反相微乳液体系中,采用反相微乳-共沉淀法制备了系列单相金属掺杂(M为一种金属)和复合金属(M为两种或两种以上金属)掺杂的六铝酸镧(LaMxAl12-xO19)催化剂。用BET、XRD、SEM进行了物性表征,以甲烷燃烧为探针反应考察了催化剂的催化活性,分析了不同的离子取代Al3 对六铝酸镧的比表面积和活性的影响。结果表明:单金属Mn的存在可以降低甲烷的起燃温度,使催化剂具有良好的低温活性,且Mn的最佳掺杂数为1;单金属Fe掺杂的六铝酸镧催化剂具有较低的完全转化温度;而Fe、Mn共同掺杂的LaMnFeAl10O19催化剂具有优越的低、高温活性和高温稳定性。     

六铝酸盐催化剂在含硫环境下的还原脱硝性能

采用共沉淀法和浸渍法制备Cu和Fe掺杂的六铝酸盐催化剂（SrCu_xFe_1-xAl₁₁O_19-δ,x为0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8和1）,通过XRD、TPR和BET等方法对催化剂的结构及性能进行研究,并考察催化剂脱硝的催化活性。结果表明,用碳酸铵作为沉淀剂,在1 200 ℃焙烧4 h,可以形成完整的六铝酸盐晶型,Cu和Fe能够取代Al³⁺,很好地促进六铝酸盐晶体结构的形成。SrCu_xFe_1-xAl₁₁O_19-δ催化剂具有较高的脱硝催化活性,此类型的催化剂在含硫环境、温度不超过800 ℃和空速6 000 h^-1条件下,NO转化率均达到90%以上。在SrCu_xFe_1-xAl₁₁O_19-δ六铝酸盐催化剂中,Fe为催化脱硝的主要活性元素,掺杂一定量的Cu有利于提升脱硝效果。     

泡沫金属镍微型反应器内一氧化碳优先氧化

在微型反应器中,采用泡沫金属镍为载体负载Cu-Ce-Zr-O催化剂,用于优先氧化去除富氢气体中的CO。考察Zr掺杂量、焙烧温度和催化剂预处理工艺对催化剂性能的影响。结果表明,CuCe_9Zr_(1.5)O_δ催化剂表现出较好的催化性能,反应温度(160～260)℃,CO转化率达99%以上,出口气浓度降至100×10~(-6)以下,CO选择性维持在40%左右;反应温度(180～240)℃,富氢气体中CO浓度降至60×10~(-6)以下。经H_2预处理后的催化剂低温活性和反应性能略有提高。     

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 ℃。     

甲烷二氧化碳重整镍基催化剂的研究

采用浸渍法制备不同组成催化剂Ni-M/γ-Al₂O₃（M=Zr、Co、Mg、Nd）,通过固定床反应装置考察不同助剂、助剂含量和反应温度对催化剂活性的影响,并对催化剂进行X射线衍射表征。结果表明,14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃的催化活性较好,随着反应温度的升高,甲烷转化率和CO收率均升高,反应温度升至800 ℃时,甲烷转化率达97.54%。采用共沉淀法制备载体、浸渍法制备的催化剂14Ni/MgO-Al₂O₃,在反应温度800 ℃、压力1.013 kPa、n(CO₂)∶n(CH₄)=1.2和催化剂用量0.5 g条件下,CO收率高于14Ni-5Mg/γ-Al₂O₃催化剂,但甲烷转化率略低。     

分子筛负载V_2 O_5催化剂在NH_3选择还原Nox反应中的性能

以分子筛为载体,采用低温浸渍法制备负载V_2O_5催化剂。采用XRD、FT-IR和SEM等手段对催化剂进行表征,并在固定床微型反应器中对催化剂活性进行评价。结果表明,以PSRY为载体的V_2O_5/PSRY催化剂活性较好,金属助剂Cu(Cu与V物质的量比为0.1)的加入使V_2O_5/PSRY催化剂活性提高,T(85)为231℃。     

Pd-CeO2/SiC催化剂的制备及其在CO和C3H6氧化反应中的催化性能

分别以蔗糖和硅酸钠为碳源和硅源,硫酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法和碳热还原法合成SiC;以其为载体,Pd为活性组分,CeO₂为助剂,采用浸渍法制备Pd-CeO₂/SiC催化剂。考察催化剂制备方法、助剂CeO₂添加量和还原温度等对催化剂在CO和C₃H₆氧化反应中活性的影响。结果表明, 采用分步浸渍法制备的催化剂具有较高活性, CeO₂添加质量分数2%时制备的0.5%Pd-2%CeO₂/SiC催化剂经200 ℃预还原后,对CO和C₃H₆氧的最低完全转化温度分别为210 ℃和215 ℃,CeO₂助剂可显著提高金属Pd在催化剂表面分散度,与Pd产生相互作用,使Pd还原峰向低温移动,提高了催化剂活性。     

Ni-Cu-Mn-K/γ-Al2O3高温变换催化剂的制备和还原条件

以γ-Al2O3为载体，采用二步等体积浸渍法，制备了多元体高温水煤气变换催化剂。采用活性表征、TG、DTA和TPR等方法，考察了制备参数和还原条件对催化剂的影响。结果表明：第一步浸渍时间为300 min时达到浸渍平衡;第一步浸渍组分(Ni∶Cu∶Mn)配比2∶1.5∶1、第二步K+的加入量为5%、焙烧温度400℃时制得的催化剂具有高活性;还原最高温度为400℃，还原过程添加适量的水蒸气时，催化剂具有良好的催化性能和热稳定性能。催化性能优于国内外现有工业产品。而且还消除了传统的共沉淀法制备工艺产生的大量氨氮废水。     

γ-Al_2O_3负载的Ni_xCo_(1-x)Co_2O_4催化剂N_2O催化分解性能

以K_2CO_3为沉淀剂,γ—Al_2O_3为载体,采用共沉淀法制备了负载质量分数为30%和具有Co_3O_4尖晶石结构的Ni_xCo_(1-x)Co_2O_4复合金属氧化物催化剂(x分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0),确定了最适宜的x值。考察了焙烧温度对催化剂的影响,对制备的样品进行了XRD、BET、SEM和H_2-TPR等表征,在微反装置上对催化剂进行N_2O催化分解活性评价。结果表明,适宜的x值为0.5,焙烧温度为800℃。N_2O和O_2浓度是影响催化剂的N_2O催化分解转化率的主要因素,低浓度有利于提高N_2O催化分解转化率。掺杂还原性气体(如CO和NO)加速了N_2O催化分解反应,有利于提高催化剂的N_2O催化分解转化率。在模拟工业装置反应尾气[φ(N_2O)=12%、φ(O_2)=16.8%和其他混合气体]条件下,催化剂N_2O完全催化分解温度为612℃,满足实际工业生产装置运行要求(小于750℃)。     

不同方法负载钨钒钛催化剂对催化氧化邻二氯苯的影响

钨钒钛催化剂是消除钢铁冶炼废气中的二噁英最好的催化剂,为了降低工业生产成本,并获得良好的催化效果,将实验室筛选出的钨钒钛催化剂负载到不同载体上,研究催化剂负载量及不同负载方法对降解邻二氯苯催化效率的影响.采用溶胶-凝胶-浸渍法和直接浸渍法在堇青石蜂窝陶瓷上负载V2O5/WO3,/TiO2催化剂,用X射线衍射、扫描电镜和...