载体对CO选择性氧化催化剂抗还原作用研究

以γ-Al2O3，ZrO2，CeO2及复合氧化物Ce0.5Zr0.5O2为催化剂载体，浸渍法负载Cu0制备催化剂．测试了不同载体的Cu0催化剂对CO选择性氧化的反应活性和稳定性．结果表明，催化剂的催化行为与载体的性质密切相关．载体中添加CeO2的催化剂在低温下表现出较好的催化性能．应用XRD，H2-TPR，H2滴定方法表征了催化剂的结构和表面性能．发现活性组分CuO与载体之间有强烈的相互作用．载体CeO2具有持久的供氧能力，使催化剂有优良的抗还原性能，因此表现出了较好的反应活性和稳定性．     

利用沉淀法制备CeO2纳米粉体

以Ce(NO3)3.6H2O与(NH4)2CO3.H2O为原料,并加入少量的PEG600作为分散剂,应用快速化学沉淀法合成Ce2(CO3)3.8H2O前驱体,前驱体经过热处理以后,获得了纳米CeO2,对样品进行XRD、DTA、TEM、BET和光谱分析与表征,根据慢扫描,通过高斯算法计算CeO2晶粒大小.结果表明:前驱体经过300℃焙烧后完全变成了CeO2,颗粒粒径为10~20 nm左右,晶粒尺寸为5.7 nm,比表面积为111.68m2/g,纯度>99.97%.     

纳米(CeO_2)_(0.86)(Sm_2O_3)_(0.14)的形貌控制与表征

以Ce(NO3)3.6H2O和(NH4)2CO3为沉淀源,搀杂稀土氧化物Sm2O3,利用柠檬酸作为络合剂和分散剂,制备出纳米(CeO2)0.86(Sm2O3)0.14.并采用TEM、XRD等方法对其热分解所得纳米(CeO2)0.86(Sm2O3)0.14的形貌及结晶性等进行了表征.结果表明:随着柠檬酸加入量的增加,焙烧生成的纳米(CeO2)0.86(Sm2O3)0.14颗粒的形貌从纳米线向类球形颗粒变化,所得(CeO2)0.86(Sm2O3)0.14为立方萤石结构,且随焙烧温度的提高,晶化程度增大.     

封闭空间瓦斯爆炸过程的反应动力学分析

为了获取瓦斯爆炸过程中反应动力学参数,通过修改化学动力学计算软件CHEMKINIII中的SENKIN程序包,采用甲烷燃烧的化学动力学详细反应机理(包括16种组分、41个反应),建立了定容弹中瓦斯爆炸过程的计算模型.利用该模型对瓦斯爆炸过程中温度、压力及反应物浓度的变化趋势进行了模拟分析,同时通过对瓦斯爆炸详细反应机理的敏感性分析,找出了影响瓦斯爆炸以及爆炸后部分致灾性气体生成的关键反应步.结果表明:瓦斯爆炸后温度、压力将分别达到2800K,0.24MPa左右;促进瓦斯爆炸的关键反应步为CH3+O2=CH3O+O,CH4+HO2=CH3+H2O2;促进CO与CO2生成的关键反应步为CH3+O2=CH3O+O,CH4+O2=CH3+HO2,CH4+HO2=CH3+H2O2,CH3+HO2=CH3O+OH,H+O2=OH+O.     

CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂的改性及其CO_2加氢合成甲醇催化性能的研究

分别以Pd修饰的碳纳米管(Pd/CNT)、碳纳米管(CNT)、CeO2、ZrO2和Pd为促进剂对CuO-ZnO-Al2O3催化剂进行改性,在反应温度230~270℃、压力2.3~2.9 MPa、空速3 000~9 000 h-1条件下,考察各催化剂在CO2加氢合成甲醇反应中的催化活性,并利用SEM、XRD、H2-TPR、BET测试技术对催化剂进行结构表征.结果表明:促进剂对CuO-ZnO-Al2O3催化剂的改性作用依次为:Pd/CNTCNTZrO2CeO2Pd.其中,Pd/CNT作为一种高效促进剂,显著提高了催化剂的比表面积,减小了催化剂的颗粒直径,促进活性组分Cu的分散,提高催化剂的还原性能,明显改善CuO-ZnO-Al2O3催化剂的催化性能.     

负钛铜基载氧体在煤化学链燃烧中多环芳烃的生成

为了控制煤化学链燃烧中多环芳烃(PAHs)的生成,改善载氧体在多次循环后的碳沉积现象,以TiO2为惰性组分,采用机械混合法制备铜基载氧体(CuO/TiO2),研究该载氧体在模拟化学链燃烧燃料反应器中PAHs的生成情况,探究煤化学链燃烧中PAHs的排放特性和机理.实验采用气相色谱仪对PAHs做定性定量分析,结果表明:化学链燃烧生成的三环芳烃总量最多;对于煤化学链燃烧适合的燃料为低挥发性、高n(H)∶n(C)摩尔比的燃料;添加适量分散剂可改善制作载氧体时的结块现象,提高化学链燃烧法(CLC)反应效率,使PAHs排放总量减少,有效抑制碳沉积;PAHs生成总量随反应温度的升高先增加后减少,高温区(800~1 000℃)适合CuO/TiO2载氧体进行化学链燃烧反应.     

煤化学链燃烧颗粒流动反应的数值模拟

针对化学链燃烧气固反应速率的影响因素复杂未知的问题,本文建立了碳粒与CaSO4载氧体颗粒在水蒸气气氛下的数理模型,并利用Fluent进行数值计算,从微观上分析了温度和压力的改变,对颗粒间化学链燃烧反应速率、CO2生成速率以及载氧体表面固相生成物沉积速率的影响。分析结果表明,提高反应器内的温度和压力,均加快了CaSO4载氧体颗粒表面CaS的沉积速率,且压力的提高在很大程度上促进了沉积速率的增加,而沉积覆盖在载氧体表面上的CaS导致了反应速率的下降。该研究有利于高纯度CO2气体的捕集,从而达到减排的目的,对化学链反应速率的控制具有重要意义。     

CH4浓度检测用钯催化剂性能及H2-TPR研究

采用溶胶-凝胶法制备了孔径分布为50～100 nm的γ-Al2O3载体,浸渍法负载助剂CeO2,K2O和MgO.测试了助剂改性的Pd/Al2O3催化剂上CH4催化氧化反应性能.结果表明:助剂提高了Pd/Al2O3催化剂上CH4催化氧化的活性和稳定性.负载20?O2催化剂的反应活性与稳定性较好,其转化率达到90%时的反应温度为351 ℃,转化率达到10%时的反应温度为252 ℃,相比Pd/Al2O3催化剂分别降低了125 ℃和118 ℃.H2-TPR表征结果表明:含有CeO2的催化荆在110～170 ℃之间出现一个PdO物种的还原峰,PdO还原峰的面积与还原温度分别与催化剂的反应活性相一致.     

H2-CO—CO2气氛中添加V2O3二步法制备碳化铁的动力学分析

在853-973K以及H2-CO—CO2气氛中,研究了添加质量分数为1％的V2O3对二步法制备碳化铁的影响。结果表明,添加V2O3对还原转化速率影响不大,对碳化转化速率有明显的促进作用,并且随着温度的升高,添加V2O3对碳化反应终点转化率的影响越来越显著。应用有固体产物层的未反应核模型分析反应的动力学过程,结果表明,还原和碳化反应过程都由界面化学反应控制,添加V2O3对界面化学反应有促进作用。     

化学链燃烧CO2捕集与活化耦合技术研究进展

化学链燃烧CO2捕集与催化加氢耦合为实现碳减排与资源化利用提供了新思路.化学链燃烧技术具有CO2内分离特性,能实现低成本CO2捕集.该过程与CO2活化加氢反应器串联,可实现CO2捕集、活化与资源化的耦合.详细分析了该耦合技术的原理、复合载氧体研究现状及应用,特别是耦合制低碳烯烃的可行性,为化学链燃烧CO2捕集与活化加氢...     

当量比对正庚烷预混燃烧下多环芳烃生成影响

采用107种组分和542个基元反应的化学反应机理,数值模拟正庚烷预混燃烧下多环芳烃的生成.计算分析正庚烷预混燃烧下主要反应物(O2和n-C7H16)、反应生成物(CO、CO2和多环芳烃)和中间产物(CH4、C2H4和C3H6)的分布,并与测量结果进行对比.分析燃烧当量比对多环芳烃生成规律、苯与联苯生成速率及苯生成关键反应基元步敏感性的影响.结果发现,主要反应物、反应生成物及部分中间产物分布规律的计算结果与实测结果吻合,说明该机理可用于正庚烷预混燃烧下产物预测,随燃烧当量比增加,苯、联苯、菲和芘的体积分数升高,苯与联苯的总生成速率显著提高.     

化学链燃烧技术的研究进展综述

化学链燃烧技术是一种具有能量梯级利用,内分离CO_2同时降低NOx生成的新型燃烧技术。首先,从气化产物化学链燃烧、固体燃料化学链燃烧以及化学链氧解耦燃烧等三种方式总结了化学链燃烧技术的研究现状。其次,分别从热重分析仪(Thermal Gravimetric Analyzer,TGA)、固定床反应器、批次流化床反应器以及接近工程示范流化床反应器等4个方面阐述了化学链燃烧技术研究中反应器的特点。此外,从氧载体的评价指标以及氧载体的改性等方面系统介绍了化学链燃烧技术中氧载体的研究进展。最后,分别从NO_x、SO_x以及氯化有机物控制方面详细地报告了化学链燃烧技术在污染物方面的进展。期望对化学链燃烧技术的进一步研究提供参考。     

不同湿度的H2S在Fe2O3表面的吸附反应研究

研究了H2S在Fe2O3表面的吸附反应过程,考察了温度,H2S湿度,H2S起始体积分数,Fe2O3湿度对吸附反应的影响。结果表明：温度的降低,H2S湿度和起始体积分数的增加,均促进吸附反应;而且当Fe2O3的湿度为10％时,吸附H2S的体积分数最大。干燥的H2S在干燥的Fe2O3表面也发生吸附反应,生成FeS,对设备产生一定的腐蚀作用。     

CO在H2/Cl2/O2/N2混合气体中氧化的动力学模拟

利用详细的化学反应动力学模型研究了CO在H2/Cl2/O2/N2混合气体中的氧化反应,考查了混合气体中氯和氢的量之比、反应温度、停留时间和氧浓度等参数对CO氧化的影响,并用敏感性分性方法研究了不同条件下氯对CO氧化的抑制机理.结果表明,减小混合气体中氯和氢的量之比或提高反应温度是促进CO氧化的主要方法.在800 ℃以下氯对CO氧化的抑制作用主要表现为Cl+HO2HCl+O2,进而减少了通过H+HO2OH+OH生成的OH.在900 ℃以上,氯的抑制作用主要通过反应HCl+OHH2O+Cl减小OH的浓度,同时Cl+COClCO等的反应也减缓了CO2的生成速率;通过反应HCl+OOH+Cl,减轻了氯对CO氧化的抑制作用.     

燃煤电厂中CO2的捕集

对燃煤电厂烟道气CO2的捕集进行了综述,并针对CO2的捕集方法(吸收分离法、吸附分离法、膜法、低温蒸馏法)和燃煤电厂捕获技术工艺路线(如:燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧捕集、化学链燃烧技术及以煤制氢为核心的近零排放技术)进行了较为详尽的分析和讨论.     

H2S对CH4着火延迟及还原NO影响的数值模拟

为探究硫化氢(H_2S)在常压范围内对甲烷(CH_4)燃烧特性的影响,采用化学动力学软件CHEMKIN-PRO中的0-D和PFR反应器研究H_2S浓度、过量空气系数、压力和温度对CH_4点火延迟及还原NO的影响,并通过敏感性和生成率分析揭示其化学动力学机理.模拟结果表明:H_2S的存在促进活性基团(H,O,OH,HO_2,HO_2和H_2O_2)的生成速率,从而缩短预混气点火延迟时间,且在低温下的影响作用更加明显;预混气点火延迟时间随着过量空气系数的增大而减小;压力增加亦有利于缩短点火延迟时间. H_2S可降低CH_4/H_2S还原NO的温度,主要由于H_2S降低CH_4的反应温度,使还原性基团CH_i在较低温度下产生;但同时H_2S的存在,在一定程度上降低NO的还原效率,且在贫氧气氛中的影响更为显著.     

CeO2改性对CuO/SBA-15催化剂结构及其催化活性的影响

采用浸渍法在Ce-SBA-15载体上负载活性组分CuO,制备一系列不同配比的CuO/Ce-SBA-15催化剂,运用XRD、TEM、N2吸附、TPR、CO-IR等手段考察催化剂CuO/Ce-SBA-15的物理化学性质,并对其进行CO氧化催化活性的测试。活性测试结果表明,CeO2对SBA-15载体的改性有效地提高了CuO/SBA-15催化剂在CO氧化反应中的催化活性。XRD结果表明:CeO2对SBA-15载体的改性可以促进氧化铜在载体表面的分散;进一步结合H2-TPR、CO-IR表征结果,CeO2促进了CuO在载体表面的还原,这些都有利于催化活性的提高。     

炼厂气、CO2和O2制备合成气的实验与分析

利用固定床流动反应装置研究了金属负载型催化剂对炼厂气、CO2 和O2 转化制备合成气的催化活性;考察了催化剂活性组分、载体、负载量、还原温度、反应温度对催化剂活性的影响,发现催化活性由大到小依次为Ni/γ-Al2O3,Ni/α-Al2O3,Co/γ-Al2O3,Fe/γ-Al2O3,Cu/γ-Al2O3;同时考察了空速、原料气配比对合成气组成的影响,结果表明,调节原料气的配比可以制备不同的合成气.     

纳米γ-Fe2O3粉体的合成及其气敏特性研究

以分析纯还原 Fe粉、Fe Cl3· 6 H2 0等为原料 ,以沉淀反应法制备了纳米γ- Fe2 O3粉体 ,采用 X射线衍射、扫描电镜对其晶相和形貌进行了分析 ,并初步检测了 γ- Fe2 O3厚膜对还原性气体的敏感性。结果表明 ,该合成方法工艺简单 ,由此制得的纳米γ- Fe2 O3粉在 2 0 0～ 30 0℃低温条件下对还原性气体具有良好的气敏特性     

UV/Fe(C2O4)33-/H2O2系统羟自由基生成规律

采用分光光度法研究Fenton、UV/Fenton和UV/Fe(C2O4)33-/H2O2系统中羟自由基(.OH)的生成规律.结果表明:3个系统生成的.OH浓度顺序均为UV/Fe(C2O4)33-/H2O2>UV/Fenton>Fenton.对于UV/Fe(C2O4)33-/H2O2系统,最佳K2C2O4浓度为1 mmol/L,最佳初始pH范围和H2O2浓度分别为2-5和20 mmol/L,增加Fe2 浓度和升高反应温度有助于UV/Fe(C2O4)33-/H2O2系统生成.OH.