催化消除NO_x的研究进展

近几十年,关于NOx消除的研究越来越受到关注,总体发展趋势是研发更加有效的NOx催化转化技术,以满足越来越严格的NOx排放法规。主要针对汽车尾气净化和燃煤电厂烟道气脱硝所涉及的NOx催化转化技术取得的进展进行了综述,简要介绍了4种催化消除NOx的方法,包括NOx直接分解、CO还原消除NOx、NOx选择催化还原和NOx储存还原,并且对相关催化剂及所涉及的反应机理进行了论述。     

Co-Beta/Mordenite复合结构催化剂上甲烷选择催化还原NO的研究

研究了离子交换法制备的Co-Beta/Mordenite复合结构催化剂在富氧条件下甲烷选择催化还原NO反应的催化性能.结果表明,Co-Beta/Mordenite催化剂在较宽的温度范围(450～650℃)具有良好的催化活性,NO的最大转化率达60%以上;并在10 h内保持了良好的稳定性.Co-Beta/Mordenite催化剂也表现出较好的抗SO2毒化性能和可逆性.     

蜂窝状筛网催化剂上NH_3选择性催化还原NO的工艺特性

采用蜂窝状筛网催化剂进行NH3选择性催化还原NO的反应 ,考察了温度、空速、进料比及进料气、氧、水含量等因素对其催化性能的影响。结果表明 :进料气含量和进料比的增加均可提高NO的转化率 ;体积分数 2 %的氧便可封闭催化循环 ,显著提高NO转化率 ;当水体积分数在 2 %以内时 ,水的添加将导致NO转化率的降低。蜂窝状筛网催化剂与蜂窝状堇青石催化剂相比 ,具有优异的非稳态响应特性 ,反应可在较短的时间内进入稳态     

CuO/γ-Al2O3催化剂选择性催化还原NO的研究

采用CuO／γ-Al2O3作为C3H6选择性催化还原(C3H6-SCR)NO催化剂,考察了铜负载量(CuO含量为0～20％(ω))、氧浓度及原料气空速对NO转化率的影响。结果表明：CuO／γ-Al2O3催化剂的NO还原活性是比较高的;当铜负载量为16％(ω)时,NO转化率比较理想;在考察的氧浓度范围内,当氧浓度为0．428％(φ)时,NO转化率是适宜的。     

Cr-Ce/TiO_2低温催化还原NO性能研究

用浸渍法制备了Cr-Ce/TiO2催化剂,考察了焙烧温度、活性组分配比和负载量对催化剂低温NH3选择性催化还原NO活性的影响,并对催化剂进行了XRD和BET表征,得到了催化剂的最佳制备条件;探讨了H2O和SO2对Cr-Ce/TiO2催化剂活性的影响,通过FTIR表征分析了催化剂的中毒机理。实验结果表明,n(Cr)∶n(Ce)=2.0、Cr2O3和CeO2负载量(质量分数)为30%、350℃焙烧的Cr-Ce/TiO2催化剂具有良好的分散性,在气态空速10 000h-1、气体体积组成为NO0.080%,O26.000%,NH30.088%的条件下,反应温度为180℃时NO转化率高达99.6%。体积分数10%的H2O对该催化剂的活性影响很小;反应气中存在体积分数0.03%SO2的情况下,催化剂被毒化,表面生成(NH4)2SO4、NH4HSO4、金属硫酸盐和亚硫酸盐,致使催化活性降低。该催化剂有望应用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NOx工业废气的低温脱硝。     

Ag-Pd/Al2O3上C3H6选择性催化还原NOx的研究

研究了不同的Pd添加量及氧浓度对Ag-Pd/Al2O3催化剂上C3H6选择性催化还原NOx性能的影响和可能的反应机理.活性评价结果表明其他反应条件不变时,Pd的添加量为0.01%时,Ag-Pd/Al2O3催化剂具有最好的NOx催化活性;氧浓度的增加,有利于NOx的转化率的提高.原位漫反射红外光谱(In-situ DRIFTS)研究表明,添加0.01%的Pd有利于反应过程中丙烯的部分氧化,即烯醇式物种的生成,该物种与NO-3的反应活性很高,能够迅速生成关键中间体异氰酸酯(-NCO),从而促进NOx催化还原反应的发生.     

Ag/Al2O3+Cu/Al2O3组合催化剂上C3H6选择性催化还原NOx的研究

在全自动催化剂活性评价装置上,考察了Ag/Al2O3和Cu/Al2O3催化丙烯还原NOx的活性及副产物CO的生成转化情况.在实验的温度范围内(200～650℃),Ag/Al2O3具有优异的催化丙烯选择性还原NOx活性,但同时有大量副产物CO形成.Cu/Al2O3选择性催化丙烯还原NOx活性不高,却能有效促进CO的氧化.Ag/Al2O3与Cu/Al2O3机械混合时,催化丙烯还原NOx的活性下降,但没有生成CO.将Cu/Al2O3附加在Ag/Al2O3后,Ag/Al2O3+Cu/Al2O3体系具有与Ag/Al2O3相似的NOx去除活性,同时使CO在300℃以后几乎完全转化.     

K_2CO_3/NaY催化苯酚与碳酸二乙酯合成苯乙醚

以负载型固体碱K2CO3/NaY为催化剂、碳酸二乙酯(DEC)为乙基化试剂,催化苯酚与DEC进行液相乙基化反应合成苯乙醚。采用Hammett指示剂法和X射线衍射技术对K2CO3/NaY催化剂进行表征。实验结果表明,催化剂上的弱碱中心(7.2相似文献   

SO2在Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3上的催化还原

研究了γ-Al2O3上浸渍不同金属催化剂催化CO还原SO2的反应,结果发现,Fe2O3/γ-Al2O3具有最高的催化活性,在Fe2O3/γ-Al2O3基础上引入具有较高氧空位和氧流动性的CeO2,催化剂的活性得到进一步的提高,主要是由于两活性物种Fe和Ce有着某种协同作用.不同方法制备的Fe2O3/γ-Al2O3的催化活性也不同,采用溶胶-凝胶法制备的催化剂的活性最好,可能是由于溶胶-凝胶法使催化剂表面的活性物种分布更均匀.     

选择催化裂化制间二异丙苯反应工艺和催化剂的改性

在小型固定床反应器上采用纳米HZSM-5分子筛催化剂对混合二异丙苯进行选择催化裂化制间二异丙苯,考察了反应温度和重时空速对选择催化裂化反应的影响,得到的优化反应条件为:常压、反应温度420℃、重时空速3h~(-1)、氮气为载气。在此条件下,8h内的平均结果为:对二异丙苯裂化率89.8%,间二异丙苯收率72.7%,二异丙苯产物中间二异丙苯的质量分数90.2%。反应工艺的研究结果表明,在无载气的条件下,原料中通入苯可减少反应过程的积碳。对纳米HZSM-5分子筛催化剂进行改性的实验结果表明,采用水热处理12h的改性方法可有效提高催化剂的催化性能和稳定性,同时产物中间二异丙苯的含量很高,可有效提高后续分离过程的效率。     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以NaY分子筛为载体,采用乙酸钾(KOA c)为活性组分通过真空浸渍与微波辐射的方法制备了KOA c/NaY负载型固体碱催化剂(简称催化剂),考察了催化剂对碳酸二甲酯(DMC)与邻甲基苯酚(OC)合成邻甲基苯甲醚(OM)反应的催化性能,采用X射线衍射、N2吸附-脱附和CO2程序升温脱附法对催化剂进行了表征。实验结果表明,真空浸渍有利于KOA c向NaY分子筛的孔内扩散,形成更多的活性中心;微波辐射有利于KOA c在NaY分子筛表面的分散;NaY分子筛负载KOA c后,在表面形成碱性位,且随KOA c负载量的增加催化剂的碱性增强;KOA c负载量为2.00mm ol/g时,催化剂的活性较好,负载量过大会减小催化剂的比表面积和孔体积。在548K、0.6M Pa、气态空速870h-1、以N2为载气、n(N2)∶n(DMC)∶n(OC)=8.6∶1.0∶1.0的条件下,OC转化率高达85.70%,OM选择性高达99.70%。     

蜂窝状堇青石基CuO/Al_2O_3催化剂烟气脱硝性能

以铝粉和氯化铝为原料制备了Al2O3溶胶,并涂敷在蜂窝状堇青石载体上,再负载CuO制备了蜂窝状堇青石基CuO/Al2O3催化剂;考察了Al2O3和CuO负载量对催化剂脱硝活性和稳定性的影响。结果表明,催化剂的比表面积和孔结构不是影响催化剂脱硝活性的主要原因;Al2O3负载量对催化剂的稳定脱硝活性无影响,但影响脱硝稳定性,Al2O3负载量越大,催化剂的脱硝活性越稳定;CuO只有负载在Al2O3涂层载体上,催化剂才具有较高的脱硝活性,CuO负载量对催化剂的稳定脱硝活性有影响,当CuO高度分散时,稳定脱硝活性随CuO负载量的增大而增加,在反应100h时,不同CuO负载量的催化剂的脱硝活性趋于相同。     

载体改性对Fe-Mn/AC低温选择性还原催化剂脱硝性能的影响

以经硝酸、柠檬酸、氧等离子体改性的活性炭(AC)和未改性活性炭为载体,以Fe、Mn为活性组分,采用等体积浸渍法制备了一系列Fe-Mn/AC催化剂。采用N₂物理吸附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征,研究了载体改性对Fe-Mn/AC催化剂脱硝性能的影响。结果表明:所研究的载体改性方法主要是通过调控活性炭表面含碳氧双键官能团的数量来改善NH₃的吸附特性,从而提高烟气低温选择性还原(SCR)反应的脱硝率;所研究的改性方法不会对Mn、Fe活性组分产生显著影响;硝酸和柠檬酸改性的Fe-Mn/AC催化剂在反应温度120℃和空速8000 h^-1条件下,脱硝率均为95%左右;柠檬酸可以替代硝酸,用于低温SCR催化剂载体活性炭改性,从而便于工业生产。     

Cu~(2+)改性锆交联粘土的制备及其对NO选择还原的研究

采用Zr交联剂对天然蒙脱土进行撑柱,合成锆交联粘土(Zr PILC),并以其为载体,制备Cu离子改性的锆交联粘土催化剂,考察了不同制备工艺条件对富氧条件下C3H6还原脱除NO反应的催化剂活性的影响。结果表明,通过优化制备条件制得的催化剂Cu Zr PILC对富氧条件下C3H6选择还原NO反应具有良好的催化活性,NO最高转化率在300℃达到55 1%。     

La_2O_3-ZSM-5分子筛催化氯苯水解制苯酚

用ＺＳＭ－５分子筛为载体，浸渍法负载制备Ｌａ２Ｏ３－ＺＳＭ－５分子筛催化剂，用ＸＲＤ、ＮＨ３－ＴＰＤ、ＸＰＳ等方法对催化剂的物化性能进行表征。考察了该催化剂对氯苯气相水解制苯酚反应的催化活性。试验结果表明，当反应温度４６０℃、氯苯ＷＨＳＶ＝０．７４ｈ－１时，苯酚收率可达４７．９０％，超过文献报道的共沉淀法制备磷酸镧铜催化剂和ＡｌＰＯ４－５分子筛负载磷酸镧铜催化剂的活性，而且催化剂的热稳定性好，活性衰退慢，具有良好的催化性能，可望有较好的应用价值。     

SiO_2改性HZSM-5催化剂催化C_4烯烃裂解生产丙烯

利用硅油对HZSM-5分子筛进行液相沉积S iO2改性,制备了S iO2/HZSM-5催化剂(简称催化剂);考察了S iO2沉积量及反应条件对催化剂催化C4烯烃裂解生产丙烯性能的影响;采用X射线衍射、N2等温吸附-脱附、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、吡啶吸附-脱附红外光谱等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,在HZSM-5分子筛上沉积SiO2调变了催化剂的孔结构和酸性,SiO2沉积量影响催化剂的性能,当SiO2沉积量为7.0%(质量分数)时,催化剂具有适当的孔结构和酸性,催化剂的性能较好。在530℃、0.1MPa、原料重时空速2.0 h-1、催化剂中SiO2沉积量7.0%的条件下,C4烯烃转化率为42.9%,丙烯收率为28.3%。