高分散性纳米级Fe0/BAC-cH2-t催化剂催化还原NO

以椰壳活性炭为载体,采用氢气还原法制备出高分散性纳米级零价铁催化剂,采用固定床反应器研究了其对NO催化还原能力。采用XRD、TEM、SEM、XPS等分析手段对催化剂的微纳结构进行表征,考察了催化剂制备过程中H2浓度及煅烧还原温度对催化剂分散性、催化还原NO性能影响,催化剂的再生以及CO对催化剂还原NO的影响,并对CO还原NO反应机理进行推测。结果表明,催化剂活性随着H2浓度的增加逐渐增强,随着煅烧还原温度的升高先升高后降低。当H2浓度为100%时,在700℃煅烧温度下制备出的催化剂,Fe0粒径达到9 nm且均匀分散在椰壳活性炭中。Fe0/BAC-100H2-700催化剂在325℃时,NO转化率可以达到100%,表现出了良好的NO脱除效果。还原NO过程中,Fe0逐渐被氧化成Fe3O4导致催化剂最终失活,失活后的催化剂经再生处理后可恢复活性。NO还原反应过程中CO的加入可以还原Fe3O4再次生成Fe0,提供活性位点,有效的延长催化剂的寿命,减缓催化剂失活的速率。     

Fe/γ-Al2O3催化剂上CO同时还原NO和SO2研究

研究了不同载体(γ - Al2O3 HZSM -5、TiO2、SiO2和MgO)负载Fe催化剂上CO还原NO反应及CO同时还原NO和SO2反应.结果表明,Fe/γ - Al2O3催化剂对CO与NO反应具有良好的催化活性,但随着反应时间的延长,催化剂很快失活;在CO和NO反应中加入SO2,可以明显改善Fe/γ-Al2O3催化剂对CO还原NO反应的活性稳定性;O2和H2O对催化剂活性的影响较大,CO2对催化剂的影响较小.XRD结果表明,FeS2是催化剂的活性中心,在CO与NO反应后,FeS2转变为催化惰性的Fe7S8而导致催化剂活性下降;在CO与NO及SO2反应体系中引入O2后,Fe/γ - Al2O3催化剂上的活性组分FeS2被氧化为Fe2O3,导致催化剂失活.     

Fe/γ-Al2O3催化剂上CO同时还原NO和SO2研究

研究了不同载体(γ-Al₂O₃、HZSM-5、TiO₂、SiO₂和MgO)负载Fe催化剂上CO还原NO反应及CO同时还原NO和SO₂反应。结果表明,Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO与NO反应具有良好的催化活性,但随着反应时间的延长,催化剂很快失活;在CO和NO反应中加入SO₂,可以明显改善Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO还原NO反应的活性稳定性;O₂和H₂O对催化剂活性的影响较大,CO₂对催化剂的影响较小。XRD结果表明,FeS₂是催化剂的活性中心,在CO与NO反应后,FeS₂转变为催化惰性的Fe₇S₈而导致催化剂活性下降;在CO与NO及SO₂反应体系中引入O₂后,Fe/γ-Al₂O₃催化剂上的活性组分FeS2被氧化为Fe₂O₃,导致催化剂失活。     

不同工艺条件下CO甲烷化催化剂的稳定性

为开发性能较优的合成气甲烷化催化剂,采用固相混合法制备了20%Ni/Al2O3催化剂,通过H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线衍射(XRD)表征发现,简单固相混合法制备的催化剂具有较好的分散性和还原性能。考察了压力、温度、空速和进料比(H2与CO的体积比)等不同操作条件下该CO甲烷化催化剂的稳定性,结果表明:在CO甲烷化反应体系中随着温度、压力和进料比的增大,催化剂稳定性增强;空速增大,催化剂稳定性降低。采用XRD和H2程序升温表面反应(H2-TPSR)技术对催化剂失活原因进行了探讨,发现催化剂由于表面沉积无定形胶质碳(Cβ)而失活,升高温度和压力会使催化剂表面活性碳物种(Cα)向更稳定的蠕虫状碳(Cv)和石墨型碳(Cc)沉积,从而催化剂稳定性增强。     

生物质活性炭负载零价铁纳米晶簇直接催化还原NO

采用等体积浸渍法制备以生物质活性炭为载体的纳米铁基催化剂,利用TG、SEM、XPS、Raman等分析仪器对催化剂进行表征,探讨了活性炭负载零价铁和铁氧化物在无氧条件下脱硝的机理。结果表明:在750℃热还原条件下制得的铁基催化剂具备较高的活性,其活性中心是分散均匀的零价铁纳米晶簇。在280℃无氧条件下对NO的脱除效率达100%,且避免了活性炭载体的损耗。研究发现,催化剂快速失活是由于零价Fe被氧化为Fe_3O_4,因而降低了脱硝剂的活性。直接对失活催化剂进行热还原可以完全恢复活性,但这种方法会消耗炭载体;利用CO作为还原剂进行制备与再生,可以有效提高纳米晶簇的分散性,延长脱硝寿命并减少炭载体的损失,为零价Fe催化剂在实际应用中提供了可能性。     

生物质活性炭负载零价铁纳米晶簇直接催化还原NO

采用等体积浸渍法制备以生物质活性炭为载体的纳米铁基催化剂，利用TG、SEM、XPS、Raman等分析仪器对催化剂进行表征，探讨了活性炭负载零价铁和铁氧化物在无氧条件下脱硝的机理。结果表明：在750℃热还原条件下制得的铁基催化剂具备较高的活性，其活性中心是分散均匀的零价铁纳米晶簇。在280℃无氧条件下对NO的脱除效率达100%，且避免了活性炭载体的损耗。研究发现，催化剂快速失活是由于零价Fe被氧化为Fe₃O₄，因而降低了脱硝剂的活性。直接对失活催化剂进行热还原可以完全恢复活性，但这种方法会消耗炭载体；利用CO作为还原剂进行制备与再生，可以有效提高纳米晶簇的分散性，延长脱硝寿命并减少炭载体的损失，为零价Fe催化剂在实际应用中提供了可能性。     

改性ZSM-5分子筛催化臭氧氧化含硅间甲酚

在高效催化臭氧氧化煤化工废水过程中,水中的硅酸盐会使催化剂失活.本研究以ZSM-5分子筛为载体,使用等体积浸渍的方法成功制备了一系列抗硅催化剂,考察了活性组分种类、前驱体盐溶液种类、焙烧温度和活性组分负载量等相关工艺参数对催化剂抗硅性能和催化臭氧氧化降解含硅间甲酚模型废水效果的影响,并对抗硅催化剂进行了表征分析.结果表明,ZSM-5分子筛以Fe(NO3)3·9H2O作为前驱体盐浸渍,500℃焙烧,活性组分Fe负载量为3％(质量分数)时的抗硅催化剂呈现出优异的空间结构、最佳的抗硅性能和最高的催化臭氧氧化TOC去除率,此时间甲酚转化率为100％,TOC去除率为36.35％.同时,该催化剂在进行了240 h寿命实验后仍保持优异的催化活性和抗硅稳定性.     

长链烷烃脱氢失活催化剂的表征及其烧炭再生温度研究

以N2物理吸附-脱附、压汞、热重和CO脉冲化学吸附催化剂物化表征手段对工业失活长链烷烃脱氢催化剂进行表征,并考察烧炭再生温度对催化剂活性的影响.结果表明,与新鲜催化剂相比,失活催化剂比表面积和总孔容略有下降,孔径分布向小孔方向移动.通过氧化烧炭可使催化剂活性部分恢复.O2-N2混合气(O2体积分数1%)气氛氧化烧炭适宜...     

TiO_2负载四苯基卟啉钴催化CO还原NO_x研究

将四苯基卟啉钴负载于纳米TiO2上得到的催化剂催化CO还原NO.在空速为10 000 h-1,NO和CO进口浓度分别为500 mg/m3和5 000 mg/m3,O2含量为4%时取得了85%的转化率.SO2对催化剂的毒化作用不明显;H2O的竞争吸附使反应活性有所降低,但脱附H2O后可以恢复;SO2和H2O同时存在时,催化剂活性缓慢下降,但真空热处理后可以基本恢复.反应机理分析表明,NO2较NO更容易被CO还原,NO的还原产物为N2O和N2,随着温度的升高,生成N2的选择性增强;NO2的还原产物为N2.该催化剂可用于不同时含有SO2和H2O的一些烟(废)气NO催化CO还原.     

Fe修饰Mn-Ce/Al2O3-TiO2催化剂对NO氧化性能的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2与Al_2O_3摩尔比为1∶4的Al_2O_3-TiO_2复合氧化物载体,使用共浸渍法制备了Mn,Ce质量分数分别为10%和2%的Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂,并通过添加不同质量分数的Fe对催化剂进行修饰。在固定床反应装置上进行了催化剂氧化性能的实验。结果表明:在空速为15 000 h~(-1),氧气体积分数为8%时,Fe的添加能够显著提升Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂的NO催化氧化性能,并在Fe质量分数为4%时,Mn-Ce-Fe(4)/Al_2O_3-TiO_2催化剂的NO催化氧化活性最优,280℃时NO的转化率达到86%。H_2-TPR实验结果显示,Fe的修饰使Mn-Ce/Al_2O_3-TiO_2催化剂的还原峰大幅向低温方向移动,改善了催化剂的氧化还原活性。     

合成气一步法制二甲醚催化剂的研究

在Cu-Zn-Al甲醇催化剂制备工艺的基础上,研制出了合成气一步法制二甲醚催化剂。经过实验室试验、评价,确定的最佳工艺条件为压力3．0-4．0 MPa、温度260-290℃、空速1 000-1 500h-1、合成气中H2 体积分数70％-80％、CO体积分数6％-8％、CO2体积分数4％-5％,在该条件下CO转化率大于85％,二甲醚选择性大于90％,二甲醚的收率达65％以上,催化剂表现出良好的活性、选择性和稳定性。     

C3H6选择性催化还原NO催化剂Ag／γ—A12O3的研究

采用低负载量的(0～3％)Ag／γ-A12O3体系作为C3H6选择性催化还原(C3H3-SCR)NO的催化剂，考察了银负载量、反应温度、空速对NO转化率的影响．同时对于原料气中氧的作用进行了研究．结果表明：银负载量为1．5％时，催化剂表现出最高的反应活性；在考察的条件范围内，原料气中含氧对NO的还原有促进作用，适宜的氧浓度为0．27％；反应温度的过高会导致还原气中C3H6大幅度转化为CO2。     

新型脱硝催化剂的研制

采用等体积浸渍法制备以Cu和特种助剂为活性组分负载在特制 Ti-Al-O复合载体上的NH3选择性催化还原的新型脱硝催化剂,考察了在模拟硝酸尾气环境下该催化剂操作条件对其NH3-SCR活性的影响;探讨了H2 O对其活性的影响。结果表明,该催化剂具有很好的中温SCR活性,在空速10000 h-1、180～220℃、氨氮比0.8、O2体积分数5.5％、NO体积分数200×10-6条件下, NO转化率达99.5％。200℃下通水后,通水量为12.3％时,脱硝率降至14％;停止通水4 h后, N O转化率恢复至99.5％。     

C3H6选择性催化还原NO催化剂 Ag/γ-Al2O3的研究

采用低负载量的(0～3%)Ag/γ-Al2O3体系作为C3H6选择性催化还原(C3H6-SCR)NO的催化剂,考察了银负载量、反应温度、空速对NO转化率的影响.同时对于原料气中氧的作用进行了研究.结果表明:银负载量为1.5%时,催化剂表现出最高的反应活性;在考察的条件范围内,原料气中含氧对NO的还原有促进作用,适宜的氧浓度为0.27%;反应温度的过高会导致还原气中C3H6大幅度转化为CO2.     

Co-Mo/γ-Al2O3耐硫脱氧催化剂的TPD-TPR研究

采用等体积浸渍法制备了Co-Mo/γ-Al2O3非贵金属耐硫脱氧催化剂,在实验室微反装置上进行了脱氧活性考评,利用程序升温脱附法(TPD)对该脱氧剂H2、O2的脱附行为进行了研究;同时,利用程序升温还原法(TPR)对新鲜样及中试失活样进行了研究.结果表明,在该催化剂上H2存在两个脱附峰,对应有两种吸附活化位:O2有四个脱附峰,对应有四种吸附活化位,水汽吸附会优先占据弱吸附活性位,从而抑制了其对H2和O2的活化吸附量.催化剂有三种耗氢还原峰,峰面积呈肥胖型,且在各个温度下都有还原,活性组份Co-Mo与Al2O3之间协同作用,直接影响着催化剂脱氧活性,新鲜样中的活性物种与载体间的作用要比失活样的强.研究结果对Co-Mo/γ-Al2O3非贵金属耐硫脱氧催化剂的使用、失活和再生有重要的意义.     

基于Mn-CeOx/ACFN的低温SCR脱硝

活性碳纤维(ACF)先经硝酸处理形成ACFN,采用等体积浸渍法制备了Mn-CeOx/ACFN复合催化剂,测试了其在以氨气为还原剂的低温SCR过程中的催化活性,同时研究了金属氧化物负载量、煅烧温度、NH3初始浓度、NO初始浓度、O2含量等因素对NO脱除效率的影响.研究发现,经400℃煅烧、锰摩尔分数为40%的Mn-CeOx/ACFN复合催化剂在80～150 ℃低温范围具有很高的催化活性,并且在NH3/NO为1.08、NO初始体积分数650×10-6、O2体积分数在3.6%时具有较高的NO脱除效率.     

稀土基汽车尾气催化剂的研究I：催化剂老化和SO2添加对催化活性的影响

制备了低Pt、Rh担载量的稀土基催化剂体系，研究了贵金属担载量、催化剂高温老化、抗硫水热老化和SO2对催化活性的影响。结果表明：随着贵金属质量分数从0．25％降低到0．1％，CO、碳氢化合物（HC）和NO的起燃温度分别平均提高20℃；随着m(Pt):m(Rh)从5：1提高到9：1，CO、HC和NO的起燃温度分别提高17：20和53℃；当在反应体系中添加SO2，随SO2体积分数从0．002％增加到0．01％，CO和NO的起燃温度和完全转化温度分别平均提高20℃，而对于HC，催化活性几乎保持不变；催化剂在水热含硫条件下连续老化400h，CO、NO和HC的起燃温度分别为252、267和303℃，仍具有良好的反应活性。表明该稀土基催化剂在一定条件下，能满足汽车实际工况的要求。     

在铜催化剂上用丙烯催化还原一氧化氮的研究

用浸渍法制备出Cu／γ—Al2O3，催化剂，借助XRD和BET对催化剂的晶体结构、比表面积和平均孔径进行了表征。以丙烯为还原剂，NO转化率为活性评价指标，进行了选择催化还原反应测试。结果表明：Cu负载量和煅烧温度对催化剂的晶体结构、比表面积、平均孔径和活性有影响。当煅烧温度为1073K，Cu负载量为质量分数10％时，催化剂的活性最高。     

水泥分解炉高CaO/CO2环境CO还原NO机制

通过流化床反应器模拟水泥分解炉高CaO/CO_2环境,并结合分子动力学广义梯度密度泛函理论,研究了CaO对CO还原NO的催化特性和CO_2促使CaO催化失效规律。在900℃、体积分数15%CO_2下,CaO催化作用可使NO脱除效率提高18%左右。在900℃时,当CO_2体积分数由5%升至30%,CO对NO还原率由97.0%降低到23.4%,且随反应时间增长CaO对CO还原NO的催化作用不断减弱。基于广义梯度密度泛函理论计算,CO_2,CO,NO在CaO表面活性位点的吸附能依次为CO_2(-1.869 eV)>NO(-0.781 eV)>CO(-0.669 eV),随着CO_2体积分数升高或反应时间增长,吸附在CaO表面的CO和NO减少,高体积分数CO_2促使CaO催化作用失效。CO还原NO的反应势垒(10.84 eV)大于CaO表面CO还原NO反应势垒(2.06 eV),CaO易催化CO还原NO。     

V_2O_5-WO_3/TiO_2烟气脱硝催化剂失活前后元素的赋存特征

研究了火电厂烟气脱硝过程中新催化剂和运行35000 h后不可直接再生失活催化剂的元素分布规律和表面结合方式等特征.结果表明,在气体体积空速为30000 h-1、NH3/NO体积比为0.8及O_2体积含量为5%条件下,失活催化剂脱硝率在200℃仅为41%,在250~400℃比新催化剂下降8%.失活催化剂晶型仍为锐钛型Ti O_2,但整体蜂窝状结构塌陷,化学磨损导致晶体粒径降至37.2 nm.催化剂表面Fe,K,Al,As等杂质元素非均匀沉积,使孔容减小10.44%.对比新催化剂,失活催化剂中锐钛型Ti O_2载体呈现非均匀分布,且表面V/Ti原子比降低29.53%,V4+/(V4++V5+)价态比降低25.89%,使表层酸性位减少,导致催化剂低温活性明显降低.