堇青石改性V2O5-WO3/TiO2催化剂性能影响研究

采用固液混合方法,利用改性堇青石制备蜂窝式V2O5-WO3/Cordierite-TiO2脱硝催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、热分析(DSC-TG)、X射线衍射分析仪(XRD)、模拟烟气分析装置和磨损装置,考察其表面形貌、热稳定性、晶相变化、耐磨损性能和催化剂活性。结果表明,改性堇青石的引入,制备的催化剂具有表面微气孔多和热稳定性好的特点,700℃煅烧后,V2O5和WO3的仍呈现无定形态或微晶状态;引入10%的堇青石制备的催化剂磨损率低,尤其在250～460℃反应时,脱硝率可以保持在80%以上。     

微波消解-冷原子荧光光谱法测定V2O5-WO3/TiO2系脱硝催化剂中汞的含量

该文采用酒石酸+氢氟酸+硝酸体系微波消解处理V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂试样,以氢化物发生-冷原子荧光光谱法(HG-AFS)测定其中汞的含量。文中探讨原子化器炉温、原子化器高度、载气及屏蔽气流量及硼氢化钾-氢氧化钠浓度等关键参数对汞测定的影响,并通过系列试验确定上述关键参数的最优解:还原剂浓度为0.2 g/L(硼氢化钾)–2.0 g/L(氢氧化钠),载气和屏蔽气流量分别为600 mL/min和800 mL/min,原子化器炉温200℃,原子化器高为10 mm。共存元素干扰试验表明,在该实验条件下,少量As(Ⅲ)的干扰可加入高锰酸钾(1.0 g/L)将其氧化成As(Ⅴ)得以消除,Pb(Ⅱ)的干扰可加入1.0 mL硫酸(1+5)生成硫酸铅沉淀消除。汞的浓度在0~2.0μg/L范围内线性相关系数为0.9997,方法检出限为0.02μg/L。方法用于实际样品分析,相对标准偏差(RSD,n=7)小于4.0%,加标回收率为95%~104%。     

V2O5-MoO3/TiO2催化剂的NH3-SCR性能：载体的影响

采用浸渍法制备了一系列V-Mo/TiO₂催化剂，主要考察了TiO₂载体的晶型结构(金红石相、锐钛矿相以及两者混合相)和平均颗粒尺寸对催化剂NH₃-SCR性能的影响，并利用SEM、XRD、Raman、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD等方法对催化剂的理化性质及结构进行了表征。结果表明：平均颗粒尺寸较小的催化剂拥有高比表面积和孔容积，有利于活性组分VO_x的负载和沉积，从而有利于催化剂脱硝性能的提升。锐钛矿晶型载体的V-Mo/Ti-A1催化剂因拥有优异的比表面积、氧化还原能力和丰富的酸性位点而具有最佳的脱硝性能；同时混合晶型载体的V-Mo/Ti-P25催化剂在180～320℃的脱硝活性接近100%。     

WO3添加方式对V2O5/TiO2催化剂性能影响

以TiO2为载体,采用挤压成型法制备了钒系蜂窝整体式SCR脱硝催化剂,通过N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、FT-Ra-man光谱等表征手段和催化活性测试对混合练泥工序中助催化剂WO3不同引入方式制备的催化剂进行了对比研究。实验结果表明,由钛钨粉制备的催化剂具有较大的比表面积及孔容积;而由偏钨酸铵制备的催化剂具有较均匀的微观结构形貌,活性物种分散性好,拥有更多的VO6八面体结构,且出现了WOx四面体结构,表现出良好的NH3-SCR活性和较宽的活性温度窗口,在空速为10000h-1,氨氮比为1.0时,活性温度范围内NO脱除率达到了93%。     

V2O5/CNFs/蜂窝状堇青石催化剂的结构控制及其烟气脱硝性能

采用化学气相沉积法,在涂层Al2O3的蜂窝状堇青石表面生长纳米碳纤维(CNFs),通过负载V2O5催化剂,制成低温蜂窝状脱硝催化剂.采用SEM、TEM、XRD和XPS等分析方法,对所制催化剂的物化性质及其脱硝性能进行了分析.研究结果表明,当CNFs在堇青石表面的生长厚度为0.74μm时,所制CNFs/堇青石载体的压缩强度达34.46 MPa;在150~250℃范围内,V2O5/CNFs/蜂窝状堇青石催化剂表现出较高的低温脱除NO活性,其中当CNFs的生长量为12.5%、V2O5担载量为1%时,在250℃下NO的转化率达95%左右.     

Fe-Mn/TiO2低温NH3-SCR脱硝催化剂的SO2中毒机理

Fe-Mn/TiO₂低温脱硝催化剂具有较高的低温活性和热稳定性,但抗SO₂能力差,不能满足工业应用要求。目前对于SO₂中毒位点以及中毒机理仍不明确。通过浸渍法制备了Fe-Mn/Ti、Fe/Ti、Mn/Ti,并在SO₂或NH₃-SCR气氛下对催化剂进行预硫化,通过TPD、H2-TPR、XRD、FTIR、XPS等表征手段对预硫化前后的样品进行表征,发现Ti、Fe/Ti、Mn/Ti和Fe-Mn/Ti催化剂预硫化后,Ti均发生硫酸化。在NH₃-SCR气氛比在SO₂气氛下催化剂中毒更严重,Fe加入后与Mn形成复合氧化物,改变Mn的存在状态,抑制Mn的硫酸化,但并没能阻止Ti的硫酸化。因此催化剂的抗毒性不仅要防止活性组分中毒,也需要防止载体中毒。     

SCR烟气脱硝催化剂V_2O_5-WO_3/TiO_2性能研究

通过浸渍法制备了V2O5-WO3/TiO2催化剂,考察催化剂在SCR反应中的脱硝性能.结果表明,WO3的引入扩宽了催化剂的反应窗口,随着WO3含量增加,脱硝率略有上升,特别是在高温阶段.当WO3含量为8%时,催化剂具有最佳效果,在250~400℃范围内,NO脱除率都能达到95%以上,450℃时,脱硝率仍能达到89.19%.此外,进一步考察了空速值、氧浓度、氨氮比、NO初始浓度等不同条件下对催化剂活性的影响.     

SCR脱硝催化剂反应活性探析

随着我国对环保以及氮氧化物排放要求的不断提高,SCR脱硝技术在我国得到了广泛的应用,SCR脱硝催化剂性能的好坏直接关系到脱硝系统的运行效果。通过对实际生产中因积灰堵塞、磨损和中毒使催化剂失活的原因分析,提出在设计和运行等方面的优化措施,以期能对延长催化剂寿命、降低运行费用提供参考借鉴。     

不同晶型Fe2O3催化H2O2湿法脱硝的实验研究

研究了以α-Fe₂O₃、β-Fe₂O₃和γ-Fe₂O₃为催化剂的类Fenton试剂溶液氧化吸收NO的过程,分析了3种Fe₂O₃的晶相结构和表面性质对NO脱除效率的影响机理。脱硝性能测试结果表明：γ-Fe₂O₃的活性最好,在H₂O₂浓度为1.5 mol/L、催化剂浓度为20 mmol/L、pH值为5以及反应温度为55℃等条件下,γ-Fe₂O₃的脱硝率可达87.5%。机理研究表明：3种Fe₂O₃催化H₂O₂分解湿法脱除NO的反应发生在催化剂表面,反应过程中存在氧化还原循环,H₂O₂催化分解的主要产物是·OH。活性差异分析结果表明：Fe₂O₃的晶相结构和表面性质对NO的脱除效果具有显著的影响,γ-Fe₂O₃的活性最高是由于比表面积大、分散性高和表面的Fe²⁺含量更多,而β-Fe₂O₃的活性高于α-Fe₂O₃是由于表面的氧空位含量更多。     

TiO2/γ-Al2O3复相脱硝催化剂载体的制备研究

以二氧化钛、氧化铝和高岭土为主要原料,加入适量的添加剂,通过柱塞式挤压成型设备制得大型蜂窝陶瓷。实验结果表明,2号样品即TiO2和Al2O3的质量分数比为0.27时综合性能最佳,浸渍催化剂后催化活性最高到98.08%。另外,实验还确定了多种干燥方式结合的干燥制度以及最佳烧成制度,样品经850℃煅烧后,BJH脱附平均孔径为51.3nm,BET比表面积为53m2/g,BJH脱附累积孔容为0.14cm3/g,该吸脱附等温线属于Ⅳ型等温线,是介孔物质的吸附类型。     

化学气相沉积制备V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂及表征

以蜂窝堇青石为基体,采用化学气相沉积技术结合浸渍工艺制备出V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂,通过SEM、BET、XRD和EDS完成载体以及催化剂微观结构和成分表征,并利用活性评价装置测试了催化剂NO脱出率。试验结果表明,化学气相沉积技术制备的载体表面为锐钛矿型TiO2,其颗粒聚集成团块状,BET为62.73m2/g,平均孔径为9.8nm。制备的V2O5-WO3/TiO2催化剂孔结构规律与TiO2载体相似,V2O5在TiO2载体上无定形态单层分散,微量V2O5在微区长大成针状,宽度100nm;在350℃、4000h-1、n(NH3)/n(NO)=1时,催化剂NO脱出率ηNO达到96.7%。     

废钒-钛系脱硝催化剂回收利用策略与技术进展

我国以煤为主的能源结构以及日趋严格的氮氧化物排放标准催生了选择性催化还原法(SCR)脱硝技术的广泛应用,由于化学失活或物理结构破损等导致大量的废弃脱硝催化剂产生,造成严重的环境污染.然而,SCR催化剂的主要成分钒、钨、钛等有价金属具有重要的经济和战略价值.随着SCR催化剂的广泛使用,脱硝领域将面临严峻的环境污染和资源浪费问题.针对从废SCR催化剂回收TiO2、WO3、V2 O5等金属元素,目前主要有酸法、碱法或氯化法等主要回收技术路线.在此过程中,通过化学反应,催化剂中钒、钨、钛等金属转变为其他形式化合物或进入到液相,再经过氧化、水解、结晶及煅烧等反应过程,实现产物分离以及产品性能提升的目的.回收的TiO2既可以作为催化剂的载体,也可以用作涂料、光催化剂等其他材料;WO3、V2 O5、MoO3等可以直接作为原料用于脱硝催化剂再生或制备中,也可用于生产其他化工产品.从我国特有的煤电局面,以及钒、钨、钛冶金工业为基础,以资源循环利用的未来绿色化工为理念,从废脱硝催化剂的成分及原料性质出发,建议因地制宜、因时制宜及因材制宜地选择技术路线和生产.通过冶金和化工过程回收其有价金属,从强化工艺、高效回收利用、清洁生产三个方面考虑,探索低温反应降低能耗,减少酸碱用量、水耗,缩短工艺流程,提高产量和品质,从而优化整合出一套适合于废SCR脱硝催化剂回收的工艺,实现脱硝催化剂"生产-再生-回收"绿色循环.本文归纳了废钒-钛系脱硝催化剂回收的研究进展,分别对酸法、碱法和氯化法回收钛白,以及钒-钨分离提纯工艺等进行介绍,分析了废脱硝催化剂回收面临的问题并展望其前景,以期为开发出一套高效清洁的废脱硝催化剂回收技术提供参考.     

热处理过程对V2O5/TiO2催化剂结构和光催化性能的影响

以工业偏钛酸为载体原料,采用超声浸渍法制备V2O5/TiO2催化剂.用XRD、XPS、FT-IR、UV-VIS等分析方法研究了热处理过程对催化剂组成和性能的影响,结果表明:随焙烧温度的升高和焙烧时间的延长催化剂的比表面积和孔径均减小,焙烧气氛对V2O5/TiO2催化剂中钒氧物种的存在形式和的光催化活性具有极其重要的影响,光响应性能与光催化性能不完全一致,将钒负载量为0.1%,在含水蒸气的空气中500℃焙烧4.5h制得的催化剂用于光催化降解10mg/L的亚甲基蓝溶液,在功率为4W的黑光灯照射下1.5h,亚甲基蓝的降解率达94.1%.     

Promotional effects of carbon nanotubes on V2O5/TiO2 for NOX removal

A series of V₂O₅/TiO₂-carbon nanotube (CNT) catalysts were synthesized by sol-gel method, and their activities for NO_X removal were compared. A catalytic promotional effect was observed by adding CNTs to V₂O₅/TiO₂. The catalyst V₂O₅/TiO₂-CNTs (10 wt.%) showed an NO_X removal efficiency of 89% at 300 °C under a GHSV of 22,500 h⁻¹. Based on X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, NH₃-temperature-programmed desorption, temperature-programmed reduction, Brunauer-Emmett-Teller surface area measurements, differential scanning calorimetry, and thermogravimetric analysis, the increased acidity and reducibility, which could promote NH₃ adsorption and oxidation of NO to NO₂, respectively, contributed to this promotion.     

V_2O_5-WO_3/TiO_2基SCR催化剂的研究进展

SCR是一种新型的脱硝催化技术.概述了选择性催化还原法的反应机理、载体掺杂V2O5-WO3对催化性能的影响,介绍了各种因素对催化剂成型性能的影响,提出了催化剂需要满足的一些条件,分析了技术方面需要解决的一些问题,总结了国内外SCR催化剂的研究现状和发展前景.     

失活钒钛基SCR催化剂性能表征及其再生

主要研究了钒钛基脱硝催化剂失活机理及再生。采用SEM、EDS、XRD、BET等手段对国内某家燃煤火电厂运行20000h的SCR脱硝催化剂进行表征,然后使用0.5mol/L的硫酸和0.01mol/L的氢氟酸对运行过的催化剂进行了清洗再生并通过烟气模拟-催化剂活性测试系统考察了催化剂的脱硝活性。结果表明,相比于新鲜催化剂,运行后的催化剂活性明显下降,孔容和比表面积有所下降,其表面存在着组成复杂的飞灰,飞灰主要成分为SiO2;采用0.01mol/L氢氟酸溶液清洗能够明显恢复催化剂的脱硝活性,这是因为氢氟酸可以有效清除失活催化剂表面的SiO2。     

Efficient mineralization of dimethyl phthalate by catalytic ozonation using TiO2/Al2O3 catalyst

The removal of dimethyl phthalate (DMP), which is a pollutant of concern in water environments, was carried out by catalytic ozonation with TiO₂/Al₂O₃ catalysts. The heterogeneous catalytic ozonation was an ozonation process combined with the catalytic and adsorptive properties of the TiO₂/Al₂O₃ catalysts to significantly accelerate the mineralization efficiency. Semi-batch ozonation was performed under various experimental conditions including the fed ozone concentration, catalyst type, catalyst dosage, and ultraviolet radiation on the degradation of DMP. The complete removal of DMP was efficiently achieved by both sole and catalytic ozonation; meanwhile, the presence of the catalysts slightly accelerated the elimination rate of DMP. On the other hand, the mineralization efficiency, in terms of total organic carbon (TOC) removal, was substantially enhanced by employing the TiO₂/Al₂O₃ catalyst. The mineralization efficiency using the TiO₂/Al₂O₃ catalyst was the highest, followed in decreasing order by the Al₂O₃ catalyst, the TiO₂ catalyst, and sole ozonation. In addition, the use of the TiO₂/Al₂O₃ catalyst would increase the utilization efficiency of the fed ozone, especially in the late ozonation period. Furthermore, the decrease in the catalytic activity of the TiO₂/Al₂O₃ catalyst after multi-run experiments can be mostly recovered by an incineration process at a high temperature.