Sn的掺杂对Ce-Mn/AC催化剂脱硝活性及抗硫性能的影响

为实现低温脱硝催化剂的工程化应用,研究如何进一步提高其活性和抗硫性非常必要。以活性炭为载体负载Ce-Mn制备了Ce-Mn/AC催化剂,采用Sn对催化剂进行掺杂改性,在考察Sn掺杂对催化剂结构性能影响的基础上,探讨和分析了结构性能变化对催化剂低温脱硝活性和抗硫性能的影响。采用XRD、XPS、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD和H₂-TPR等技术分别对催化剂的晶相结构、表面元素组成及化学位、结构性质、表面酸性和氧化还原性能进行了表征分析,并在固定床反应器上对催化剂的脱硝活性和抗硫性能进行了测试。结果表明：Sn的掺杂显著影响了催化剂的结构和性能,掺杂Sn后催化剂的结晶度增加,比表面积下降,活性组分的分散性降低;表面吸附氧和Ce³⁺比例下降,氧化还原性能降低;表面中强酸位数量下降,强酸位数量增加;催化剂的低温活性降低,抗硫性能有所提高。当Sn的掺杂量由0增加至1.5%时,催化剂对NO的起燃温度升高了135 ℃,且在整个反应温度区间内对NO的转化率降低了20%～40%,Sn掺杂量为0.5%的催化剂在150 ℃、100 μL/L含硫气氛中反应340 min后活性下降13%,降幅明显低于未掺杂Sn的催化剂,在210 ℃含硫气氛中的活性则随着反应时间的增加略有上升。催化剂低温活性的降低与其氧化还原性能的下降和活性组分的分散性降低有关,抗硫性能的提高则与表面酸性的提高有关。     

Ni掺杂对DOC催化剂Pt/Ce-Zr的改性研究

采用浸渍法制备了一系列Ni改性的Pt/Ce-Zr-O柴油机氧化催化剂(DOC催化剂),考察其催化氧化柴油机模拟尾气时的活性和抗硫性.活性测试结果表明:掺杂Ni以后的催化剂具有较好的低温活性,且以质量分数3%的Ni掺杂量为最佳,其催化氧化丙烯(C3H6)和CO的T50分别降低了约30℃和20℃.抗硫性测试发现,掺杂Ni后可抑制硫酸盐在催化剂表面的聚集,使催化剂的抗硫性能得到提高.     

VPO-Ce/TiO2催化剂低温脱硝性能研究

针对低温烟气脱硝过程中SO₂和水蒸气严重影响催化剂的活性的问题，制备了Ce掺杂的Ti基磷酸氧钒催化剂(VPO-Ce/Ti O₂)，并对其在低温下脱硝性能进行了研究。实验结果表明：Ce掺杂使VPO/Ti O₂催化剂的比表面积由6.8 m²/g提高到10.7 m²/g，催化剂中V⁵⁺和V⁴⁺的H₂-TPR还原峰分别由原来的578℃和616℃偏移到538℃和601℃；同时，VPO-Ce/Ti O₂的脱硝率在250℃时可达到96.8%。与未掺杂Ce的催化剂相比，最佳活性对应的温度点向低温方向偏移了50℃，并且具有同时抗硫抗水性能。     

Ce掺杂对Mn/ACN催化剂低温NH3-SCR脱硝活性的影响

采用浸渍法将活性组分Mn、Ce负载到酸处理后的椰壳活性炭(ACN)上,制备出采用浸渍法将活性组分Mn、Ce负载到酸处理后的椰壳活性炭(ACN)上,制备出Mn/CAN和Mn-Ce/ACN脱硝催化剂,在固定床上对所制备的催化剂进行了脱硝性能评价,着重探讨了两种活性组分的负载顺序、负载量对催化剂活性的影响,并对催化剂进行了BET、SEM、XRD、XPS表征。结果表明,通过比较Mn/CAN和Mn-Ce/ACN催化剂的脱硝活性,发现Ce的添加能明显提高催化剂的脱硝活性,在温度高于90oC时能达到90%以上的NO去除率,在120-250oC之间,NO转化率维持在100%。活性组分的负载顺序及负载量是影响催化剂活性的重要因素。同时负载活性组分,Ce、Mn负载量均为5%时,催化剂表现出最好的脱硝性能。Mn负载在活性炭上,降低了活性炭的比表面积和孔容,而Mn、Ce负载量均为5%的Mn-Ce/ACN的比表面积和微孔孔容降到695.0m2/g和0.130cm3/g,随着Mn、Ce负载量的增加,比表面积和孔容进一步降低;当Ce、Mn负载量均增加到10%时,其比表面积和微孔孔容只有539.8m2/g和0.106 cm3/g。Mn3+和Mn4+共存于两种催化剂上,而Ce4+ 和Ce3+共存并使Mn-Ce/CAN上Mn4+比例略微增加,导致催化剂表现出最好的脱硝性能.     

Ce改性锰酸镧催化剂的制备及脱硝性能研究

为了提高钙钛矿型锰酸镧的脱硝性能, 本论文采用柠檬酸溶胶-凝胶法一步合成了一系列Ce改性的钙钛矿型La-Mn复合氧化物催化剂,并利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、N2吸脱附（BET）和程序升温技术（H2-TPR/NH3-TPD）表征方法对其结构、形貌、组成、表面物理化学性质等进行了表征。活性测试结果表明：Ce改性后的钙钛矿型La-Mn复合氧化物催化剂的脱硝性能均得到了提升,当Ce/Mn摩尔比为0.2时,催化剂具有最优异的脱硝活性,在135°C时可达到90%的NOx转化率,在135°C-260°C的温度窗口范围内保持90%以上的NOx转化率。XRD结果表明：Ce改性后的钙钛矿型La-Mn复合氧化物具有多孔结构并能保持LaMnO3.15的钙钛矿结构。然而,Ce离子并没有完全进入钙钛矿结构中,部分以氧化物的形式覆盖在催化剂表面,同时,导致晶格中部分Mn以Mn3O4的形式从钙钛矿结构中溢出从而保持结构的稳定性和电荷平衡。SEM和BET结果表明：引入Ce后,催化剂的比表面积增加,提供更多的活性位点,促进脱硝反应的进行。XPS结果表明：Ce改性后的催化剂会产生更多的Mn4+以及化学吸附氧,促进了NO的氧化。程序升温技术结果表明：Ce改性后的催化剂具有更优异的氧化还原性能以及更多的酸性位点,有利于脱硝反应的进行。因此,Ce改性锰酸镧会通过促进NO的氧化和NH3的吸附来提高脱硝性能。     

低温Mn基脱硝催化剂抗水抗硫研究进展

氨选择性催化还原法(NH3-SCR)是目前最高效、最成熟的烟气脱硝技术。Mn基催化剂在选择性催化还原法(SCR)中展现出很高的低温活性,具有广阔的应用前景。但实际烟气中存在的H2O和SO2会引起Mn基催化剂的中毒失效,极大限制了其工业化应用。为了突破工业化应用瓶颈,分析了低温Mn基催化剂的H2O和SO2中毒机理,综述了其抗水抗硫研究进展。研究结论可为抗水抗硫低温Mn基催化剂的开发及应用提供理论基础。     

S、P、Si掺杂对钒钛催化剂活性物种状态调控及脱硝性能影响

依次采用溶胶?凝胶法和浸渍法制备了一系列S、P、Si掺杂的TiO₂载体和相应的VO_x/TiO₂催化剂,以提高催化剂的SCR性能。其中,S掺杂的VO_x/TiO₂催化剂具有最佳的中低温SCR性能和最宽的工作温度窗口。根据各种表征分析结果可知,掺杂元素通过促进VO_x团聚生成具有较高的SCR反应活性的聚合态VO_x;而S⁴⁺和Si⁴⁺取代TiO₂中的Ti⁴⁺生成了Ti-O-S和Ti-O-Si键,这使催化剂中产生了更多的低价态V(V⁴⁺+V³⁺)和表面化学吸附氧。两者协同作用可促进NO氧化生成NO₂,产生的NO₂可通过加速VO_x物种在Redox过程中的重氧化来参与快速SCR反应,进而提升VO_x/TiO₂催化剂的中低温脱硝性能。由于P掺杂的VO_x/TiO₂催化剂中产生了较多的磷酸盐,从而导致其氧化还原性能和中低温活性相对较低。S、P、Si掺杂虽然对催化剂的酸性性能产生了显著的影响,但这并不是影响催化剂SCR活性的决定性因素。     

氧化镁对铜铈催化剂CO氧化活性及抗硫性能影响

研究了氧化镁改性载体对铜铈复合氧化物催化剂的CO氧化活性、抗硫性能及烧焦助燃活性的影响。结果表明,以氧化铝为载体的铜铈复合氧化物催化剂具有较高的CO氧化活性,但抗硫中毒的性能稍差;用氧化镁对载体进行改性处理,不仅可以提高催化剂的CO氧化活性,当氧化镁改性剂用量达到20％(质量分数)以上,载体中出现了MgO结构碎片的晶相峰之后,还可明显提高其抗硫中毒的能力,以及硫中毒后氢气还原气氛中的还原再生能力。使催化剂进行烧焦助燃时表现出良好的烧焦助燃活性。     

铁系元素对Mn/TiO_2催化剂低温SCR性能的影响

采用浸渍法制备了铁系元素(Fe、Co、Ni)掺杂的Mn/TiO2低温脱硝催化剂,考察了其在80~180℃范围内的脱硝催化效果,并通过XRD、BET、TG、H2-TPR和XPS等测试手段,对催化剂的物理化学性质进行了表征。结果表明,铁系元素的掺入对催化剂表面元素的分布、孔结构、物相组成等有不同的影响,可以明显改善Mn/TiO2催化剂的脱硝性能,在180℃时,分别可以达到97.21%(Fe-Mn/TiO2)、94.01%(Co-Mn/TiO2)、94.03%(Ni-Mn/TiO2)的NO转化效率。     

富氢气氛中CO选择性氧化催化剂的研究

研究了以表面修饰改性的纳米Al2O3和（Ce-Zr-O2）x复合氧化物做载体负载CuO的催化剂,以及选择性催化氧化富氢气氛中CO催化活性和选择性.结果表明,助剂Ce掺杂的纳米Al2O3负载CuO对CO的氧化活性、选择性明显优于助剂K,g,n,r掺杂的催化剂.w（Ce）为20%,催化剂对CO的氧化活性最高.与浸渍法相比,助剂以沉积沉淀法加入催化剂具有更高的活性.CeO2在载体中的掺杂对提高CO的催化氧化活性和选择性起关键作用.（Ce-Zr-O2）x复合氧化物做戴体比单纯的纳米Al2O3有利于CO催化氧化选择性的提高.Cu-Ce二元复合氧化物作载体时,催化剂活性最高,CO的完全转化温度在105C.Cu-Zr复合氧化物作载体时,催化活性较差.降低CO氧化反应温度是提高富氢气氛中CO选择性氧化的关键.     

复合载体负载型催化剂制备及其微波辅助催化氧化甲苯性能试验

将吸附材料分子筛粉末、吸波材料碳化硅粉末以及催化活性组分铜(Cu)、锰(Mn)、铈(Ce)盐溶液完全混合,通过制粒、煅烧后制得复合载体负载型催化剂;微波辐照条件下,应用该催化剂进行了甲苯废气的催化氧化性能试验研究.研究表明,复合载体负载型催化剂的优化制备条件为:高岭土为粘合剂,掺入3%的碳化硅,铜锰质量比为1︰1(各5%负载量),铈的掺杂量为1.67%,焙烧温度为500℃,焙烧时间为8h.反应温度210℃下,优化制备的复合载体催化剂催化氧化甲苯的转化率达95%,表现出良好的低温活性和催化氧化性能.     

1000MW燃煤电厂钒钛系脱硝催化剂失活原因分析

以某燃煤电厂1 000 MW发电机组选择性催化还原(SCR)装置使用前和运行25 000h后的烟气脱硝催化剂为研究对象,对催化剂进行脱硝活性测试,同时应用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析、比表面积和孔容(BET)分析、X射线荧光光谱(XRF)分析、傅里叶红外(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析进行表征分析,探讨催化剂失活机制.结果表明:活性检测375℃下运行后催化剂的脱硝效率(46%)和比表面积(40m2/g)相对于新鲜催化剂(84%,49m2/g)都有所下降,同时表面的活性钒V5+和化学吸附氧Oα由56%和34%分别下降至46%和24%,并且有大量盐类沉积及少量活性组分的损失,SEM和XRD的结果表明运行后催化剂表面存在严重烧结现象.因此,催化剂表面的烧结、还原能力的下降、盐类沉积以及活性组分的挥发都与催化剂活性下降有关.     

CoMoNx／γ-Al2O3抗硫性能研究

以Co(NO3)2·6H2O以及(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料,采用N2-H2为还原气,通过程序升温还原反应的氮化处理技术,合成了CoMoNx/γ-Al2O3催化剂.通过强化脱硫以及噻吩加氢脱硫反应考察了催化剂的稳定性和抗硫性能;并用XRD、XPS、IR等手段表征反应前后的催化剂.结果表明,在200h的HDS反应中负载型氮化物催化剂在反应后活性组分在载体上的分散性没有发生明显变化,催化剂具有较高稳定性;在强化硫化和脱硫反应过程中并没有使S取代氮化物表面的N而生成硫化物,只是在催化剂表面吸附形成了含S-O键的物质;负载的氮化钴钼催化剂和非负载氮化钼在200 h噻吩加氢脱硫反应中的转化率分别为99%和95%,二者抗硫性能都较好.     

MW燃煤电厂钒钛系脱硝催化剂失活原因分析

以某燃煤电厂1 000 MW发电机组选择性催化还原（SCR）装置使用前和运行25 000 h后的烟气脱硝催化剂为研究对象,对催化剂进行脱硝活性测试,同时应用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析、比表面积和孔容（BET）分析、X射线荧光光谱（XRF）分析、傅里叶红外（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）分析进行表征分析,探讨催化剂失活机制.结果表明： 活性检测375 ℃下运行后催化剂的脱硝效率（46%）和比表面积（40 m2/g）相对于新鲜催化剂（84%,49 m2/g）都有所下降,同时表面的活性钒V5+和化学吸附氧Oα由56%和34%分别下降至46 %和24%,并且有大量盐类沉积及少量活性组分的损失,SEM和XRD的结果表明运行后催化剂表面存在严重烧结现象.因此,催化剂表面的烧结、还原能力的下降、盐类沉积以及活性组分的挥发都与催化剂活性下降有关.     

La_(1-x)Sr_xCo_(1-y)Mo_yO_3催化氧化活性及抗硫性能的研究

对La_(1-x)Sr_xCo_(1-y)Mo_yO_3氧化型催化剂的化学性能进行了研究,结果表明改变它的化学组成则会影响其催化性能。当A位Sr~(2+)含量或B位Mo~(6+)含量增加时,它们使正己烷的氧化活性及抗硫性能均有所提高。性能最好的催化剂是La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.9)Mo(0.02)O_3。该催化剂有希望用于含硫废气的治理。     

Cu、Mn复合氧化物及其负载Au催化剂的研究

研究了Cu、Mn复合氧化物及其负载型An催化剂的物相结构、表面形貌、体相及表面的化学组成,考察了它们对CO氧化的催化活性及在200℃下进行氧化处理的效果．结果表明：Au和Ce加入Cu、Mn复合氧化物中,可提高其对CO氧化的催化活性;对催化剂进行氧化处理后,催化活性有所增加,表明对CO氧化的活性与晶格氧的数量有关;用浸渍法、涂层法所制备的催化剂其活性小于用共沉淀法制备的催化剂．     

负载型LaCoO_3的催化性能与EPR研究

用柠檬酸法制备了Ce0.6Zr0.4O2(简称CZ)和Ce0.6Zr0.35Y0.05O2(简称CZY)固溶体,分别在Ce0.6Zr0.4O2和Ce0.6Zr0.35Y0.05O2固溶体上负载不同质量的LaCoO3。用热重法测试了催化剂对碳烟的催化活性。采用程序升温还原法(H2-TPR)、比表面(BET)、X-射线衍射仪(XRD)和电子顺磁共振仪(EPR)对催化剂进行了测试。结果表明:随着钙钛矿组分La、Co在铈锆固溶体或铈锆钇固溶体表面负载量的增加,催化剂催化燃烧碳烟的起燃温度下降,催化活性增强;TPR结果显示,CZ或CZY为载体的催化剂体系,随着表面La、Co组分含量的增加,可还原氧总量也相应增加,催化活性也对应增加,表明催化剂对碳烟的催化活性与催化剂表面的氧化还原性密切相关;EPR结果也显示由于钇的掺杂增加了铈锆固溶体表面缺陷,提高了O-离子的浓度,有利于催化活性提高。     

负载型催化剂MnOx-CeO2/TiO2去除甲苯

为了考察铈掺杂对金属氧化物催化剂催化燃烧处理有机废气的影响,采用蜂窝状TiO2丝网作为催化燃烧催化剂的载体,以MnOx、CeO2作为活性组分,用浸渍法负载制备出催化燃烧催化剂,考察了活性组分负载量及配比、焙烧温度、焙烧时间对催化剂降解甲苯的影响.实验确定了催化剂的最佳制备工艺:Mn的负载量(质量分数)约为15%,Mn与Ce物质的量比为3∶1,催化剂的焙烧温度为500℃,焙烧时间为5h.结果表明:与催化剂MnOx/TiO2相比,掺杂Ce后的催化剂MnOx-CeO2/TiO2对甲苯催化燃烧的起燃温度和完全转化温度均有明显降低,催化剂表面燃烧物颗粒的粒径有所减小,分散均匀,更有利于甲苯的降解处理.     

改性WO3/ZrO2固体超强酸催化合成乙酰水杨酸

采用共沉淀法制备WO3/ZrO2及Ce、Mn改性WO3/ZrO2固体超强酸,通过XRD、Raman等方法对改性前后催化剂进行表征,并将其分别用于乙酰水杨酸合成反应考察催化性能,结果表明Ce改性WO3/ZrO2固体超强酸催化效果最好.以Ce改性WO3/ZrO2固体超强酸作为催化剂对乙酰水杨酸合成工艺进行优化,考察反应时间、反应温度、反应物配比及催化剂用量对酰化反应的影响.最佳反应条件下乙酰水杨酸收率达94.69％,且催化剂回收容易,重复使用多次仍具有较高活性.     

生活垃圾焚烧厂SCR低温催化剂运行案例分析

以某生活垃圾焚烧厂实际运行的蜂窝状钒钨钛低温脱硝催化剂为研究对象,通过压损测试、活性测试和脱硝效率检测,研究了典型的选择性催化还原法(SCR)低温催化剂催化活性的影响因素。运行结果表明,蜂窝状催化剂在抗中毒能力上要强于颗粒状催化剂;SCR低温催化剂反应温度可降低到166~170℃,脱硝效率达到50%左右;为控制排烟中的氨逃逸量,氨氮当量比值不宜超过1.3。