锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂的脱硝性能研究

采用浸渍法制备锰改性硫酸活化稀土尾矿催化剂,探究硫酸浓度和锰改性量对催化剂脱硝活性的影响,并通过BET、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等表征手段对催化剂性能进行分析。结果表明,硫酸浓度为3 mol/L时催化剂的反应温度窗口为350～450℃,在400℃时达到最佳脱硝效率67%;继续添加5%Mn改性后,催化剂的反应温度窗口向低温移动至250～350℃,在此温度范围内N₂选择性保持在70%以上,并在300℃时达到最佳脱硝效率86%。随着硫酸浓度的增加,催化剂的比表面积先增大后减小,孔容、孔径迅速减小。硫酸活化增加了催化剂表面酸性位点的数量,提高了催化剂对NH₃的吸脱附能力。锰元素在催化剂表面以无定形态存在。锰改性催化剂在低温段较强的氧化还原能力是其反应温度窗口较硫酸活化催化剂低的主要原因。     

Ce离子改性对Cu-SSZ-13催化剂NH3-SCR反应性能的影响研究

Cu-SSZ-13催化剂已被证实是高效NH₃-SCR催化剂。然而,其经过严重水热老化(950℃)后仍会导致不可逆失活。本文通过考察引入的第二活性金属(Ce)离子浓度对Cu-SSZ-13催化剂的活性位性质及其催化活性的影响,揭示了活性位与催化活性之间的关系。结果表明,Cu-SSZ-13中引入的Ce离子并不会成为NH₃-SCR反应的活性中心,而仅起到调节Cu活性位和表面酸性位的位置和数量的作用。通过XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD和活性分析结果可知,低铈负载(约0.2%)下,少量的Ce可进入离子交换位点,有助于稳定SSZ-13骨架结构和抑制CuO_x团簇生成的作用(950℃老化后劣化率仅为6%),还能实现高铜负载(Cu负载量为3.01%)与丰富的L酸、B酸位,从而使其具有高的NO转化率、更宽的NO反应温度窗口和优异的水热稳定性。而引入过量的铈离子对Cu-SSZ-13的催化活性和水热稳定性产生不利影响,导致SCR性能下降。     

Fe、Mn对CeO2(111)面NH3/NO吸附及SCR催化性能的影响

CeO₂具有一定的催化还原、储存释放氧的能力,是潜在的低温NH₃-SCR催化脱硝材料。探究本征CeO₂和改性CeO₂的脱硝机理,对开发高性能催化剂具有重要意义。本论文将研究Fe、Mn掺杂CeO₂(111)面对NH₃-SCR反应气体NH₃、NO的吸附行为,分析Fe、Mn掺杂对CeO₂催化脱硝机理的影响。研究发现,Fe、Mn掺杂均促进CeO₂(111)面对NH₃的吸附,分别伴随着一个和三个N—H键的解离。Fe、Mn掺杂也增强了CeO₂(111)面O活性位点对NO的吸附。CeO₂(111)面及Fe、Mn掺杂CeO₂(111)面NO2结构的稳定形成,表明L-H机制始终占主导地位。Fe、Mn掺杂改变了晶面原子的化学反应性和电子转移能力,降低了NH₃的N—H键解离能,降低了反应能垒,增强了吸附体...     

铥改性MnCeOx/TiO2催化剂在氨中低温还原NOx的优越性能

采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTm_yO_x/TiO₂(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmO_x对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmO_x/TiO₂催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH₃-TPD分析探究了TmO_x的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150℃具有95%以上的NO_x转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm_0.3O_x/TiO₂催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH₃-SCR脱硝性能。     

独居石负载钼氧化物催化材料制备及其NH3-SCR脱硝性能研究

使用浸渍法制备独居石负载钼氧化物的催化剂,并对其进行表征和NH₃-SCR脱硝性能测试。结果表明,当脱硝反应温度为400℃时,Mo/Ce物质的量之比为0.3的复合催化剂的NO转化率达到75%。独居石增大了催化剂的比表面积;负载金属氧化物均匀分散在独居石表面,形成了Ce³⁺/Ce⁴⁺、Mo⁵⁺/Mo⁶⁺共存的状态,能促进电子转移,生成氧空位和不饱和化学键,有利于独居石表面活性位点的增多。相对于纯独居石,复合催化剂的氧化还原能力和NH₃的脱附活化能力均有所提升,但主要集中在高温范围内,低温段脱硝效率提升相对较小。     

Enhancement of potassium resistance of Ce-Ti oxide catalyst for NH3-SCR reaction by modification with holmium

Alkali metal K in exhaust gas has a deactivation effect on NH₃-SCR catalysts.In this work,it is discovered that the addition of Ho on CeTi catalyst can remarkably strengthen its K tolerance.The conclusions of Brunauer-Emmett-Teller(BET),X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),NH₃ temperature programmed desorption(NH₃-TPD)and H₂temperature programmed reduction(H₂-TPR)analyses demonstrate that the enhancement of K resistance mainly originates from its stronger surface acidity and redox capability,the higher concentration of Ce³⁺species and surface chemisorbed oxygen.In situ DRIFT analysis reveals that the introduction of Ho on CeTi can remarkably improve the adsorption of NH₃ and NO_x species on catalyst surface,accompanied by the intensified reactivity of ad-NH₃ species,which should also administer to improve the K resistance.     

Novel Mn-Ce bi-oxides loaded on 3D monolithic nickel foam for low-temperature NH3-SCR de-NOx:Preparation optimization and reaction mechanism

This study explored the superior citrate method(CM)to synthesize Mn-Ce bi-oxides on 3 D monolithic Ni-foam(NF)catalysts for the selective catalytic reduction of NO by NH₃(NH₃-SCR).The 17 wt%Mn(7)Ce(3)O_x/NF(CM-17)catalyst shows the NO_xconversion of 98.7%at 175℃and 90%in the presence of 10 vol%H2 O.It is revealed that the combination of surface-active oxygen(formed by high-level oxygen vacancies)and strongly oxidized Mn4+species promots the Fast-SCR reactions,in which Mn4+species play a leading role in NH₃-SCR reaction,and the unsaturated Ni atoms and also Ce3+species promote electron exchange and thus improve the redox performance.The coexistence mechanisms of Fast-SCR reactions and E-R pathways are observed over Mn-CeO_x/NF catalyst,which may be promoted by the Br?nsted sites at low temperature.In addition,the heat resistance,stability,3 D monolithic porous structure and excellent physical properties of foam nickel provide a unique growth substrates for catalysts preparation and reaction sites for NO_xpurification.Therefore,industrial application of Mn-Ce bioxides loaded on 3 D monolithic is proposed to be achieved through reasonable preparation methods.     

变价稀土氧化物对催化剂性能的影响

本文从原子结构分析了变价稀土元素原子的结构特点 ,从机理上分析了变价稀土氧化物对催化剂原子氧化价的稳定性、贮氧能力和热稳定性等性能增强的根源 ,从理论上深入认识了稀土氧化物的助催化作用。     

稀土对Ru基加氢催化剂的改性研究

采用浸渍法制备了一系列的Ru-RE/sepiolite(海泡石)(RE=La,Ce,Tb或Y)催化剂,以二氧化碳甲烷化及苯加氢为探针反应,以TPD、TPSR、CO化学吸附和CS2中毒为手段系统地研究了RE对Ru/sepiolite催化剂的改性机制。结果表明,RE的加入显著影响Ru/sepiolite催化剂的催化性能。从机理上看,RE对CO2甲烷化性能的影响是通过对反应物活化过程中的能量因素及几何因素的调节作用来实现的。RE的加入增加了Ru/sepiolite催化剂的活性表面积、活性中心数和催化剂抗毒物的能力。研究还表明,RE的添加顺序亦对Ru/sepiolite催化剂的活性构成一定的影响。     

镧改性固体催化剂SnO2-WO3/La2O3的制备及其催化性能

500℃焙烧3 h条件下制备了摩尔比nSn∶nW=2∶1,含3.0%(质量分数,下同)La2O3的镧改性固体催化剂SnO2-WO3/La2O3,采用IR分析对其进行了表征。通过改变催化剂用量、30%H2O2用量、反应时间及催化剂重复使用性等因素,系统考察了该稀土改性双金属氧化物催化氧化环己酮合成己二酸的催化性能。实验结果表明,己二酸的适宜合成条件为:100 mmol环己酮,1.25 g催化剂SnO2-WO3/La2O3,50 mL 30%H2O2,回流反应7 h,目的产物己二酸收率达77.7%。SnO2-WO3/La2O3连续使用6次己二酸收率仍可接近40%。     

低温La/Ce掺杂锰基脱硝催化剂的制备及表征

采用共沉淀法制备低温La/Ce掺杂锰基脱硝催化剂粉体,通过SO24-酸化处理改善其抗硫性,并采用ICP、FT-IR、XRD、SEM、BET及脱硝活性测试进行表征.结果表明,在500℃焙烧温度下,采用0.2 mol/L H2SO4进行酸化处理,所制备La1-Ce6-Mn/Ti催化剂粉体Mn/Ti质量比值最大,活性位点最多...     

不同晶相MnO2催化剂的NH3-SCO反应性能

以柴油车尾气净化过程中氨逃逸的治理为背景,采用水热合成法制备了不同晶相(α-,β-和δ-)MnO₂、并考察晶相结构对低温氨气选择性催化氧化(NH₃-SCO)反应性能的影响;并运用多种手段,如X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气低温吸-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氧气程序升温脱附(O₂-TPD)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等对催化剂的组织结构、化学状态和氧化还原性能进行表征。研究结果发现MnO₂的晶相结构和隧道结构与氨气选择性催化氧化反应性能密切相关。具有独特的[2×2]隧道结构的α-MnO₂具有最佳的反应性能,NH3可在175℃实现全转化且N₂选择性为94%,其在120℃时的反应速率是具有层状结构δ-MnO₂的12倍。α-MnO₂表面具有较高的Mn³⁺/Mn⁴⁺比有利于催化剂氧化还原性能的提高和对氧的活化,丰富的酸中心和酸量有助于对NH3吸附和活化;二者的共同作用使得该催化剂具有良好的反应性能。     

氯化稀土改性Ag/CaCO3催化剂对丙烯环氧化反应的影响

本文对用氯化稀土改性Ag/CaCO3催化剂催化丙烯直接环氧化反应进行了研究,实验结果表明加入改性剂后,催化剂活性大幅度降低,但其对环氧丙烷(PO)的选择性明显增加,总的对PO的收率提高。催化剂的活性、选择性与催化剂的组成、反应温度、接触时间以及原料组成有很大关系。在富氧和富烯原料气中,催化剂的催化性能截然不同,在富氧原料气中由于在催化剂表面易形成氯化银而使催化剂对PO的选择性随反应时间急剧下降;在富烯原料气中进行反应则随反应时间变化不大。     

In/Al_2O_3催化剂低温脱硝性能研究

分别采用浸渍法和共沉淀法制备了In/Al_2O_3催化剂,并对其进行选择性还原氮氧化物的研究。结果表明:共沉淀法制备的催化剂具有较高的低温活性和NO选择性。以过渡金属Ti对载体进行改性,得到的In-Ti/Al_2O_3双金属组分催化剂具有高活性,这是由于表面存在无定型In氧化物且催化剂比表面积较高,同时TiO_2的加入减弱了In与Al_2O_3之间的相互作用,形成了无定型InTiO_2晶体,使In的还原温度移向低温。     

yCu/TixSn1-xO2脱硝催化剂协同氧化CO的性能及反应机理

钢铁工业烧结过程产生的NO_x和CO会对环境造成极大威胁,针对这两种有害气体的同时去除技术具有良好的发展前景。本文制备一种yCu/Ti_xSn_1-xO₂催化剂,采用氨选择性催化还原NO_x技术(NH₃-SCR)协同治理CO,该催化剂对NO_x还原和CO氧化都具有较高活性;并通过XRD、XPS、Raman、NH₃-TPD、O₂-TPD、In-situ DRIFTs等表征方法深入探究NH₃-SCR协同氧化CO的反应机理。结果表明：催化剂表面的酸性位点先与NH₃结合形成活性物质,而后与硝酸盐反应,符合Eley-Rideal(E-R)机理;对于CO氧化反应,Cu能提供CO的吸附位点,并与催化剂表面的晶格氧反应生成CO₂,其中间产物为碳酸氢盐和碳酸盐,符合MvK机理的反应特征。该催化剂的研发对于烧结烟气超低排放具有重要的工业应用价值。     

Nb改性V-Mo/Ti脱硝催化剂的抗Na中毒性能研究

分别制备了V-Mo/Ti和V-Mo-Nb/Ti脱硝催化剂,对比研究了两种催化剂的脱硝活性和抗Na中毒性能。采用XRD、BET、NH₃-TPD、H₂-TPR和XPS对催化剂进行表征分析。结果显示:添加Nb可有效抑制催化剂因Na中毒而导致的酸性、还原性下降,以及催化剂表面化学吸附氧的减少。因此,相比V-Mo/Ti-Na催化剂,V-Mo-Nb/Ti-Na催化剂体现了较好的脱硝活性。     

独居石负载Fe2O3矿物催化材料的NH3-SCR脱硝性能研究

以白云鄂博矿中的独居石为催化材料的载体,采用硝酸铁溶液浸渍、马弗炉焙烧获得一系列矿物催化材料。采用X射线晶体衍射(XRD),扫描电镜(SEM),比表面积分析(BET),X射线荧光光谱分析(XRF),氨气程序升温脱附(NH₃-TPD),X射线电子能谱(XPS)以及原位红外(in-situ DRIFTS)等手段对催化剂进行相关的表征分析,在微型反应器中评估和比较了不同样品的脱硝活性。结果表明,在硝酸铁溶液浓度为0.5 mol·L^-1时,独居石负载Fe₂O₃的活性粉体的脱硝效率最佳。反应温度为300℃时,脱硝效率可达80.52%。研究表明负载Fe后矿物表面大量裂纹与孔洞,比表面积增大;且大部分Fe₂O₃以高分散或无定形状态嵌布在独居石上,形成了少部分的铁铈复合氧化物。XPS表明催化材料中Ce³⁺,Fe²⁺所占比例最高,并具有大量酸性位,表面吸附NH₃的能力逐渐提升,从而提高矿物催化材料脱硝活性;催...     

添加FeOx对CeOx-MnOx-TiO2/石墨烯催化剂低温SCR脱硝性能的影响

低温选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂是目前烟气脱硝领域研究的热点。利用超声浸渍法制备了FeOx-CeOx-MnOx-TiO2/石墨烯低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了FeOx添加量对催化剂脱硝性能的影响,并借助TEM、XPS分析探究了FeOx在催化剂中的作用及内在机制。结果表明,当Fe/Mn摩尔比为0.2时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在140 ℃即具有90%的NO转化率;同时对催化剂的抗SO2和抗水性能进行了测定,表明FeOx的添加有利于其抗性的提升,在SO2和水共存的情况下,仍具有80%以上的NO转化率。在此基础上,通过对比SCR反应前后催化剂的FT-IR分析结果,剖析了可能的抗SO2抗水机理     

稀土氧化物对钼-铋催化剂性能的影响

在异丁烯选择氧化制甲基丙烯醛的钼-铋催化剂中加入La2O3等八种稀土氧化物,并在固定床反应器中考查了反应温度、异丁烯浓度、原料气的流速和稀土氧化物的添加量对异丁烯转化率和生成甲基丙烯醛选择性的影响。实验表明,CeO2、Eu2O3及Tb4O7添加后,可明显提高异丁烯转化率和生成甲基丙烯醛的选择性。     

Sr掺杂对LaCoO3/γ-Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用过饱和溶液浸渍法,在不同焙烧温度下制备了LaCoO3/γ-Al2O3煤蚅a0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂并对其活性进行测试,利用XRD、BET等技术对样品进行了表征。焙烧温度<600℃,催化剂样品的比表面积相对较大,活性组分在载体Al2O3上分散度高,从而具有较高的活性,并且用Sr部分取代La制得La0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂中,Sr的加入有助于钙钛矿的形成,可以促进催化活性的提高;焙烧温度≥600℃,催化剂样品的比表面积呈下降趋势,在载体Al2O3上所负载的LaCoO3或La0.8Sr0.2CoO3由于烧结而长大,造成分散度下降,催化活性变差,掺入Sr未能提高催化剂对甲苯的催化氧化活性,甚至会抑制催化活性。