选择性催化还原脱硝催化剂研究进展

催化剂是选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝技术的核心,催化剂的低温活性、选择性和稳定性直接影响到NOx的脱除效果.SCR脱硝催化剂性能主要取决于催化剂活性组分和催化剂载体.简述了以氨、尿素和碳氢化合物等不同物质作为SCR还原剂的化学反应原理;介绍了以贵金属(Pt,Pd,Rh,Au等)和金属氧化物(V2O5,WO3,FeaO3,CuO,CrOx,MnO2.MoO3和NiO等)为催化剂活性组分.以分子筛、柱撑黏土、碳基材料和TiO2等为催化剂载体的SCR脱硝催化剂的研究进展.以V2O3为主要活性组分,以TiO2为载体的钒钛类催化剂因其理想的综合性能,目前已商业化应用.纳米有序结构TiO2薄膜可望成为理想的SCR脱硝催化荆新型载体.     

载体对Pd和Pt催化剂加氢脱硫反应性能的影响

以质量分数为0.8%的二苯并噻吩(DBT)的十氢萘溶液为模型化合物,考察了SiO_2,Si-MCM-41和Al-MCM-41负载的Pd和Pt催化剂加氢脱硫(HDs)反应性能,并与传统的γ-Al_2O_3负载的催化剂进行了对比.反应结果表明,负载型Pd和Pt催化剂在DBT的HDS反应中表现出不同的反应特点.Pd催化剂具有较高的加氢反应路径(HYD)选择性,而Pt催化剂则表现出较高的直接脱硫路径(DDS)选择性.载体结构和表面酸性显著影响其负载的Pd和Pt贵金属催化剂的HDS活性以及HYD选择性和稳定性.提高载体比表面积和酸性有利于提高负载型贵金属催化剂HYD选择性.Al-MCM-41具有规整的介孔结构、较高比表面积和较强酸性,其负载的Pd和Pt催化剂表现出较高的HYD选择性和稳定性.研究还发现,催化剂加氢裂化反应活性随载体酸性的提高而增加.     

Pt-ZSM-5/Pd-ZSM-5催化剂对正丁烷异构化反应性能的影响

采用贵金属Pt、Pd为活性组分,HZSM-5沸石为载体,制备正丁烷异构化催化剂,在加压连续微反-色谱装置上对催化剂的反应性能进行考察。结果表明,负载Pt的贵金属催化剂在350℃具有较好的活性和选择性,在该温度下,HZSM-5沸石负载质量分数0.3%的Pt时,异丁烷选择性为40.0%,在相同温度下负载质量分数0.3%Pd时,异丁烷选择性为32.9%。     

正丁烷异构化催化剂的制备及其反应的研究

制备了一系列担载贵金属Pt的分子筛催化剂，评价了不同载Pt量对催化剂活性的影响。分子筛Pt含量的变化对反应结果影响很大，确定了载Pt量为催化剂总量的0．2％Pt/HZSM-5催化剂，能使正丁烷转化率＞40％，异丁烷选择性＞80％，同时考虑了反应温度，反应压力和H2／nC4^0对正丁烷异构化反应转化率及选择性的影响，结果表明：反应温度350－450℃，反应压力1．0－2．0MPa;H2/nC40－1．3等工艺条件较适合于正丁烷异构化反应，担载贵金属Pt的分子筛型催化剂对正丁烷异构化反应是一种很理想的催化剂。     

低负载贵金属催化剂对二甲醚催化燃烧的催化活性

采用浸渍法以g-Al2O3为载体制备了多种低负载量的Pd和Pt催化剂,在微型固定床反应器装置上进行了二甲醚(DME)催化燃烧实验. 考察了不同贵金属负载量的Pd/g-Al2O3和Pt/g-Al2O3催化剂的活性,及浸渍顺序对Pd-Pt/g-Al2O3双金属负载催化剂活性的影响,并测试了贵金属负载摩尔比不同的双金属负载催化剂的活性. Pt负载量0.025%(w)的催化剂在190℃将DME完全燃烧;Pd和Pt共同负载的催化剂[Pd:Pt=2:1(mol), Pt 0.025%(w), Pd 0.027%(w), Pt先负载]性能更好,在175℃将DME完全燃烧;200 h实验后2种催化剂活性降低均小于5%.     

不同载体和金属助剂负载Pt催化剂对丙烷催化氧化活性研究

制备了不同载体、不同金属助剂及不同贵金属Pt含量的蜂窝催化氧化催化剂,并评价了催化剂催化氧化含丙烷有机废气的活性:通过表面结构表征和活性评价实验,发现r-氧化铝作为载体时催化剂活性比分子筛和二氧化钛好;随着Pt含量的增加,催化剂的活性先升高后降低,Pt质量分数为0.2%时催化剂的活性最高;分别制备Pt/MO_x/Al_2O_3(M为铜、锰、钨、铈、锆、镧中的一种),在催化剂表面发现Pt聚集的颗粒,CeO_x的加入可改善贵金属的分布,Pt/CeO_x/Al_2O_3活性最佳,在400℃条件下,丙烷转化率达到95%以上,此时CeO_x的质量分数为1.0%。     

硫化铂族金属加氢催化剂的研究进展

硫化铂族金属催化剂为可提高有机液相加氢反应选择性的高效催化剂,能提高含羰基、羟基和卤素等官能团化合物催化加氢反应的选择性,应用广泛。综述了国内外负载型Pt和Pd等硫化贵金属催化剂的制备方法,包括采用H_2S和Na_2S无机硫化以及Ph_2S和DMSO(二甲基亚砜)等有机硫化剂进行硫化;综述了Pt和Pd硫化贵金属催化剂在有机液相催化加氢体系中的应用;并对硫化Pt族金属催化剂的硫化机理和催化机理进行探讨,展望了硫化贵金属催化剂的应用前景。     

贵金属催化剂用于低浓度甲烷的去除

制备不同负载量的Pd基和Pt基催化剂,建立催化剂活性评价装置,考察贵金属Pd和Pt负载量对甲烷转化率的影响,结果表明,甲烷转化率最高的Pd和Pt负载质量分数分别为1.25%和2%,相同负载质量分数0.1%时,Pd基催化剂的甲烷转化率优于Pt基催化剂。催化剂的BET比表面积大小不能反映催化剂的催化活性,二者之间无线性关系。     

富氧条件下氢气选择性催化还原NOx催化剂研究进展

着重介绍了NOx脱除技术中的选择性催化还原技术,分析了以不同还原剂(NH3、H2、CO、HC)选择性催化还原NOx技术的优缺点,认为H2-SCR脱硝技术具有较高的研究价值和实际的应用前景。从催化剂的活性组分、助剂及载体的角度分析了不同催化剂在氢气选择性催化还原脱硝技术中的应用及其所达到的效果,得出负载贵金属Pt与Pd、添加酸性助剂以及采用复合载体的催化剂性能更佳,并对今后氢气选择性催化还原脱硝技术的研究方向进行展望。     

煅烧温度对V2O5-WO3-TiO2体系SCR脱硝催化剂耐磨损性能影响研究

选用市场上常见的18×18孔蜂窝式SCR脱硝催化剂干燥样品,经过不同温度煅烧后,测试其磨损率。结果表明煅烧温度越高,催化剂耐磨损性能表现越好。同时研究了煅烧温度对催化剂比表面积(BET)的影响,温度过高会导致催化剂烧结,BET下降。煅烧温度在540-650℃范围内,对脱硝催化剂的脱硝效率无明显影响。     

Pt的加入提高了PdO/Al2O3催化剂反应活性

采用共沉淀法同时制备了PdO/M-Al2O3(M=Ce、Zr、Ce-Zr)和PtO-PdO/M-AlO3催化剂.考察了Pt的加入对PdO/M-Al2O3催化剂的影响,助剂Ce、Zr改性的PtO-PdO/Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧反应性能以及催化剂预处理对催化反应性能的影响.结果表明,PtO-PdO/Ce-Al2O3...     

助剂Ba对Pd/Al_2O_3和Pt/Al_2O_3催化剂的C1-C3烷烃催化燃烧性能的影响

通过浸渍法制备了Al_2O_3负载的Pd和Pt催化剂,考察催化剂的甲烷、乙烷和丙烷催化燃烧活性,以及助剂Ba对催化性能的影响。对于Pd/Al_2O_3催化剂,加入Ba使活性物种PdO颗粒变大和还原温度升高,形成更稳定的PdO活性物种,是Pd-Ba/Al_2O_3催化剂活性提升的主要原因。对于Pt/Al_2O_3催化剂,加入Ba助剂使活性物种Pt0含量降低,PtO_x与Al_2O_3载体相互作用增强,使PtO_x物种更难被还原为Pt~0,导致Pt-Ba/Al_2O_3催化剂活性降低。Pd和Pt催化剂催化烷烃氧化反应活性规律一致:丙烷乙烷甲烷。Pd/Al_2O_3催化剂有利于C—H键活化,Pt/Al_2O_3催化剂有利于C—C键活化。Pt/Al_2O_3催化剂对C1-C3烷烃氧化活性的差别明显大于Pd/Al_2O_3催化剂。Pt/Al_2O_3催化剂对碳比例高的烷烃活性更高。     

Pt的加入提高了PdO/Al2O3催化剂反应活性

采用共沉淀法同时制备了PdO/M-Al2O3（M=Ce、Zr、Ce-Zr）和PtO-PdO/M-Al2O3催化剂。考察了Pt的加入对PdO/M-Al2O3催化剂的影响,助剂Ce、Zr改性的PtO-PdO/Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧反应性能以及催化剂预处理对催化反应性能的影响。结果表明,PtO-PdO/Ce-Al2O3催化剂的活性最好,其甲烷完全转化温度为475℃,比PdO/Ce-Al2O3催化剂低90℃。另外,用蒸馏水反复洗涤的催化剂相比于未经蒸馏水洗涤的催化剂具有较低的甲烷起燃温度和完全转化温度。     

Influence of the reaction conditions on the electrochemical promotion by potassium for the selective catalytic reduction of N2O by C3H6 on platinum

In this work, we have investigated for the first time the selective catalytic reduction of N₂O by C₃H₆ over an electrochemical catalyst (Pt/K-βAl₂O₃). It was evaluated the influence of the reaction conditions (temperature, oxygen concentration, water vapour presence and time on stream treatment under reaction conditions) on the catalytic performance of the electrochemical catalyst. Electrochemical pumping of potassium ions to the Pt catalyst working electrode strongly increased the N₂O reduction rate, activating the catalyst at lower temperatures. However, it was found that the efficiency of the electrochemical promotion decreased as the oxygen concentration increased because of a strong inhibition of propene adsorption and a relative increase of the oxygen coverage. On the contrary, the presence of potassium ions on the Pt catalyst strongly decreased the inhibiting effect of water vapour, increasing the catalytic activity of the catalyst. In addition, the catalyst stability was confirmed by a deactivation study. It was found that a long term treatment at high temperature under operating conditions had a positive effect on the efficiency of the Pt/K-βAl₂O₃ electrochemical catalyst.     

乳酸氧气氧化法制备丙酮酸

丙酮酸是一种重要的有机合成和药物合成中间体 ,研究了以乳酸为原料 ,氧气催化氧化合成丙酮酸 ,并探讨了催化剂组成、用量、氧气用量、温度、反应时间等因素对合成反应的影响 ,确定了最佳合成条件 ,其条件为以 Pt/Pb( NO3) 2 /C为催化剂 ,其组成比为 3%∶ 5 %∶ 92 %(质量比 ) ,Pt用量为 0 .1 5 g(铂与乳酸的摩尔比为 1 .92× 1 0 -3) ,O2 加入量为 2 .33L/h(空气为 1 1 .1 L/h) ,在 45°C下反应 2 h时 ,收率为 66.0 %     

铜系低温选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展

选择性催化还原（SCR）技术已广泛应用在燃煤电站烟气脱硝技术中,开发低温高活性、高抗中毒性能的催化剂体系已经成为国内外学者的研究重点。Cu系催化剂由于具有良好的脱硝性能及水热稳定性,得到了广泛的研究和关注。本文综述了近年来活性组分Cu负载在TiO₂、Al₂O₃、碳基材料和分子筛等材料上的研究进展;重点分析了Cu系催化剂低温SCR反应机理,主要包括Eley-Rideal （E-R）机理和Langmuir-Hinshelwood （L-H）机理,同时分析了SCR反应的两个必然过程：吸附（NH₃吸附和NO_x吸附）和反应;简要地介绍了Cu系催化剂的抗水抗硫中毒性能研究现状以及反应机理,同时介绍了碱金属中毒、飞灰和催化剂烧结对催化剂失活的影响,结合生命周期分析SCR脱硝系统还原剂氨和尿素对NO排放的影响。在此基础上展望了未来铜系催化剂的研究方向：采用新型方式对催化剂进行改性、进一步采用表征和模拟技术研究催化体系的反应机理、优化锅炉和催化剂设计减轻催化剂失活以及研究适用于其他还原剂条件的高选择性催化剂。     

硫酸氢铵在钒基选择性催化还原催化剂表面的生成、作用及防治

电厂燃煤锅炉低负荷运行导致脱硝装置烟气温度偏低,硫酸氢铵中毒影响低温脱硝催化剂的长期稳定运行。本文分析了硫酸氢铵的形成机理及其对选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）催化剂的影响,提出控制烟气中SO₃浓度是减缓甚至避免SCR催化剂中毒的关键。文章从工艺和催化剂设计角度详细总结和分析了脱硝装置前端和脱硝装置中SO₃的控制方法,并总结了硫酸氢铵中毒催化剂的再生方法及其优缺点。分析表明,通过喷入碱性吸收剂降低脱硝装置前端SO₃浓度的工艺和对催化剂组分及结构进行合理设计以减少脱硝装置中SO₃生成的方法具有很强的实用性,是未来研究发展的重要方向。低温条件下长期运行难免导致催化剂失活,而在线升温是恢复中毒催化剂活性的良好方法,在工程设计中应考虑相应工艺。     

中孔碳负载铂催化剂制备及其催化3,4-二氯硝基苯加氢反应

以糠醇为碳源,在酸性中孔模板剂MSU-S上缩合,合成具有中孔结构碳材料(MC),通过浸渍法合成Pt/MC催化剂。采用XRD、BET、SEM和TEM等手段对MC和Pt/MC进行表征,MC富含中孔,有效分散Pt纳米粒子并在反应过程中稳定Pt。研究Pt/MC对3,4-二氯硝基苯催化加氢反应的催化性能,在3,4-二氯硝基苯 1 mmol、催化剂用量100 mg、乙醇5 mL、反应温度30 ℃、常压氢气和反应时间6 h条件下,3,4-二氯硝基苯转化率达100%,3,4-二氯苯胺选择性达99.7%,Pt/MC重复使用5次,催化性能保持不变。     

3-氯-4-甲基苯胺合成研究

以3-氯-4-甲基硝基苯为原料,对常见还原工艺进行比较,确定了铂炭催化加氢是较佳的还原工艺路线。催化加氢最佳工艺条件是100g3-氯-4-甲基硝基苯原料,1g助催化剂A,1％铂炭催化剂加入量为1．0g,甲醇加入量在180—200mL,反应温度在85—90℃,反应氢压在3．0MPa。实验研究表明1％铂炭催化剂重复使用6次内具有很高的反应转化率和选择性。反应产物经精溜分离后得到的产品纯度在99．8％以上。     

燃煤烟气低温NH3-SCR脱硝工艺中试

国内对于低温脱硝催化剂的研究主要集中在实验室的小试规模,对无钒低温NH₃-SCR蜂窝催化剂在燃煤烟气条件下的脱硝活性和中毒机理研究较少,无法完全反映出催化剂在真实烟气条件下的运行状况。本文采用自行设计的低温NH₃-SCR装置在石河子市某热电厂进行了中试研究,得到了该催化剂在实际烟气条件下的最佳工艺条件,并深入分析了实际烟气中复杂成分对低温脱硝催化剂的影响机理。研究结果表明：SO₂浓度低于35mg/m³、空速约为4200h^-1、烟气温度约为100℃、氨氮比约为1.2时催化剂的脱硝效率最佳;高浓度的SO₂会促进硫酸盐类的形成和催化剂活性组分的硫酸化,是催化剂活性降低的主要原因。环境友好型低温脱硝催化剂表现出优异的低温脱硝性能和抗硫性能;脱硝工艺改造方便;具有广阔的工业应用前景。