催化剂选择性催化氧化NH3的新进展

在处理含NH_3的工业废气方面,氨选择性催化氧化法(NH_3-SCO)一直是研究热点。在讨论氨选择性催化氧化法(NH_3-SCO)反应机理的基础上,重点综述了关于选择性催化氧化NH_3的5种催化剂:贵金属催化剂、过渡金属催化剂、分子筛载体催化剂、复合氧化物催化剂及整体催化剂的最新研究进展,并对未来NH_3-SCO的发展进行了展望。     

Pd-ZrO2/Al2O3催化剂对丙烯选择性催化还原NO的催化活性研究

采用浸渍法制备了具有高比表面积的氧化铝负载的Pd-ZrO2复合物催化剂(Pd-ZrO2/Al2O3),利用BET、XRD、TEM等手段研究了该复合物催化剂的物理特性,并重点研究了该复合物催化剂对以C3H6为还原剂选择性催化还原(SCR)NO的催化反应活性,分别讨论了反应温度、组分、焙烧温度、原料气组分、空速等因素对该催化反应的影响.结果发现,少量的Pd纳米粒子均匀分散于载体氧化铝上,添加适量ZrO2后,所制备的低负载量的Pd(1wt%)-ZrO2(2wt%)/Al2O3复合物催化剂具有较高的NO选择性催化还原反应活性,在240～250℃可使NO的转化率达到50%～70%.其活性提高的机制在于适量ZrO2的添加增强了反应物中NO和C3H6在催化剂表面的吸附,同时与Pd催化剂形成一种协同催化作用.     

用于水处理过程的铜催化剂制备及性能研究

高效催化臭氧化催化剂的研制是金属催化臭氧化技术发展的重点.采用浸渍法,以Al2O3为载体,制备了铜的负载型金属催化臭氧化催化剂.以松花江水的UV254去除率作为催化剂活性指标,通过正交试验,确定催化剂的最佳制备工艺.使用扫描电镜和比表面测定仪对催化剂结构进行了表征.实验结果表明:当浸渍液浓度为1 mol/L,浸渍时间为6 h,焙烧温度为300 ℃时,所制得的铜催化剂具有很高的催化活性.     

Zr助剂对富氧条件下Ag/Al2O3选择性催化C3H6还原NO性能的影响

采用浸渍法制备了不同Zr助剂改性的Ag/Al_2O_3的Ag-Zr系列催化剂,在富氧条件下对比其对选择性催化还原NO的影响。采用XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD和O_2-TPD技术对催化剂进行了表征。研究结果表明,以硝酸锆为Zr源的先浸渍Zr后浸渍Ag的1.5%Ag/1%Zr/Al_2O_3催化剂具有最好的催化活性,与Ag/Al_2_3催化剂相比,400℃和450℃的NO转化率分别提高了10%和8%。XRD表征表明少量Zr的添加增强了催化剂的体相储氧能力。H_2-TPR表征表明Zr助剂的添加提高了催化剂的低温活性。NH_3-TPD表明Zr助剂的添加可以增加催化剂的弱酸和中等强度酸中心。O_2-TPD表明Zr的添加显著增强了催化剂储氧能力,从而提高其对NO的催化还原性能。     

催化臭氧的MnO2-TiO2/陶瓷膜制备及其降解苯酚性能

对陶瓷膜进行催化功能层的构建,以提高其催化臭氧性能.以商业陶瓷膜为基膜(CM),采用水热法负载二氧化钛纳米棒,制备TiO₂棒/陶瓷膜(Ti_r/CM);再通过浸渍法以Ti_r/CM为载体负载二氧化锰颗粒,制备MnO₂-TiO₂棒/陶瓷膜(MnO₂-TiO₂/CM).采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射光电子能谱仪(XPS)等手段对改性陶瓷膜进行形貌及物相分析,以MnO₂-TiO₂/CM为臭氧催化膜构建催化臭氧反应器用于处理苯酚废水,研究了不同工艺参数对苯酚去除效果的影响,同时对比了不同反应类型对苯酚的矿化效果.结果表明：成功制备出MnO₂-TiO₂/CM,其中TiO₂纳米棒呈金红石型;在苯酚质量浓度为40 mg/L,pH值为9.0,臭氧投加量为4.8 mg/L的条件下,...     

CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层的制备及其性能

采用微弧等离子喷涂技术制备了CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层,借助SEM、X射线衍射、仪热分析仪和网络分析仪对CNTs-SiC/Al2O3-TiO2涂层的组织结构、高温氧化性能、电磁特性进行了测试分析.结果表明:多功能微弧等离子喷涂枪内中心轴向送粉方式制备的CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层的组织结构致密、孔隙率低,SiC和CNTs的物相也保留下来.CNTs-SiC/Al2O3-TiO2涂层的高温氧化性能有所提高,涂层在35～700℃升温阶段失重率为0.71wt%,700℃恒温氧化60min后失重率为0.41wt%.随着频率的增加,CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合粉末的介电常数的实部从17.3下降到10.3,而虚部在6.3～2.9之间,具有频散效应.制备的CNTs-SiC/Al2O3-TiO2复合涂层在一定的范围内随着涂层厚度的增加,吸波能力显著提高,其谐振频率不断向低频移动.     

Fe3O4/MnO2磁性复合氧化物催化剂的制备及性能

具有磁性的非均相催化剂价格低廉、低污染、高能效、容易从溶液中分离出来。经过水热合成法合成的Fe₃O₄/MnO₂磁性复合氧化物催化剂在活化过一硫酸盐（2KHSO₅·KHSO₄·K₂SO₄）产生硫酸根自由基（SO₄-）降解水中有机污染物表现出了优良的性能。把不同质量的磁性Fe₃O₄微球与线状的MnO₂负载到一起,合成三种Fe₃O₄:MnO₂质量比分别为1:3、2:3、1:1的Fe₃O₄/MnO₂催化剂,经过XRD、SEM和TEM表征,表明这两种金属氧化物负载到一起。对比不同Fe₃O₄:MnO₂质量比的Fe₃O₄/MnO₂磁性复合氧化物催化剂活化2KHSO₅·KHSO₄·K₂SO₄的活性,发现Fe₃O₄/MnO₂（2:3）催化剂催化活性最高。通过考察不同因素对Fe₃O₄/MnO₂（2:3）催化活性的影响得出,水中罗丹明B（Rh B）降解的最佳条件为10 mg/L Rh B、0.4 g/L Fe₃O₄/MnO₂催化剂、0.3 g/L 2KHSO₅·KHSO₄·K₂SO₄、pH=8。Fe₃O₄/MnO₂（2:3）磁性复合氧化物催化剂经过3次循环利用后,催化活性没有明显下降。SO₄-在降解水中Rh B起主要作用。      

不同锰含量纳米MnO2-Fe2O3-CeO2/Al2O3的制备、表征及其催化还原NO/NO_2性能

减少发动机冷启动极低温度下排气中的NO_x对于生态环境与人类健康至关重要,MnO₂在低温区间对NO_x具有较高催化活性,是一种极具发展前景的纳米催化剂。通过超声波辅助共沉淀法制备不同锰含量MnO₂-Fe₂O₃-CeO₂/Al₂O₃纳米催化材料,探讨表面结构特性与其脱硝活性的内在联系。研究发现:锰含量为15%(质量分数)时具有最大比表面积与最小晶粒,活性物质分布最为均匀,金属氧化物结晶度得到抑制,Mn,Fe和Ce呈现较佳共存态,能够促进化学吸附氧的富集,并通过提高NO催化氧化成NO₂来提高快速SCR反应速率,NO₂转化率在50℃时即达到了88.5%。在改善催化材料构效关系、提高NO预氧化和快速SCR反应性能方面,优化锰含量是一种极其有效的方法。     

Al2O3基多孔隔热材料表面Al2O3/MoSi2涂层的制备及其性能

采用刷涂法在Al₂O₃基多孔隔热材料表面制备Al₂O₃/MoSi₂涂层,涂层以硅溶胶作为粘结剂,纳米Al₂O₃与Al₂O₃纤维作为耐高温组分,MoSi₂为高发射率组分。通过SEM、XRD对Al₂O₃/MoSi₂涂层微观表面结构、物相组成进行分析。研究纳米Al₂O₃与Al₂O₃纤维的质量比和MoSi₂含量对Al₂O₃/MoSi₂涂层耐温性能的影响,并对Al₂O₃/MoSi₂涂层的抗热震性能、发射率进行表征。结果表明,当纳米Al₂O₃与Al₂O₃纤维的质量比小于1∶1时,热考核后Al₂O₃/MoSi₂涂层表面无裂纹产生;当纳米Al₂O₃与Al₂O₃纤维的质量比在1∶2~1∶4之间时,Al₂O₃/MoSi₂涂层中的纤维网络较完整。MoSi₂的含量为20%时,Al₂O₃/MoSi₂涂层抗热震实验循环25次后表面保持完好,热考核后在2.5~25 μm波段的平均发射率在0.85左右,具有较高的发射率。      

载银氧化锰复合催化剂的制备及其室温下催化氧化甲醛性能

通过回流法(rf),研磨法(ym)制备了载银氧化锰八面体分子筛Ag/OMS-2复合催化剂,研究了制备方法和制备条件对其催化氧化甲醛性能的影响。采用XRD、TEM、SEM和BET技术对所制备样品进行表征。研究结果表明,回流法制备的rf-Ag/OMS-2催化剂活性明显高于研磨法制备的ym-Ag/OMS-2催化剂。制备条件(Ag负载量和煅烧温度)明显影响rf-Ag/OMS-2催化剂的催化性能。催化活性评价结果表明,载银量为10%(质量分数),煅烧400~500℃的催化剂催化活性较高,在室温下对甲醛去除率为80%以上。催化剂的稳定性研究结果表明,所制备的催化剂经过处理能重复使用多次,并且活性变化不大,具有很好的稳定性。     

Plasmochemical Preparation of NiO–Al2O3Catalysts

NiO–Al₂O₃catalysts were prepared by hydrogen bombardment of aluminum hydroxide impregnated with nickel chloride. After bombardment for 2 h, the material was found to contain nickel aluminum spinel with a heavily distorted structure.     

NiO/In2O3纳米复合材料的制备及气敏性能研究

采用水热法结合水浴法制备出了NiO/In2O3纳米复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等对其微观形貌和晶相进行表征分析。表征结果表明,制备所得In2O3纳米微球直径为200~300 nm,其表面均匀包覆厚度约为20 nm的NiO纳米片。气敏测试结果表明,基于NiO/In2O3异质结纳米复合材料的气体传感器对甲醛的最佳工作温度为220℃;在最佳工作温度下,对浓度为1×10^-5的甲醛气体响应可达到20,响应/恢复时间分别为4 s/16 s,且具有较好的重复性和选择性。最后,对分级结构及p-n异质结对其气敏机理进行了探讨。     

纳米Al2O3/ZrO2复合粉体的制备及表征

高性能的复合粉体是制备纳米复相陶瓷材料的关键.采用醇-水溶液加热法结合共沉淀过程制备纳米Al2O3/ZrO2复合粉体,研究了不同沉淀剂对粉体团聚的影响,利用透射电镜、X射线衍射、热重-差热分析、比表面积测定等技术对获得的纳米复合粉体进行了表征.结果表明:采用NH4HCO3作为沉淀剂可以得到几乎无团聚的碱式碳酸盐前驱物,该前驱物在煅烧过程中的物相变化显示四方相氧化锆(t-ZrO2)的形成温度大幅度地提高,同时在较低温度下生成了α-Al2O3,在1 100℃转变为t-ZrO2相和α-Al2O3相;粉体中两相颗粒分散良好、粒径一致、无硬团聚,其平均粒径为15～20 nm,比表面积为69.5 m2·g-1.     

碳包覆NiO纳米颗粒的制备与性能

采用直流电弧放电等离子体技术成功制备了碳包覆NiO(NiO@C)纳米颗粒,并对样品的形貌、晶体结构、粒度、比表面积和孔结构采用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、X射线能量色散分析谱仪、拉曼散射光谱和N_2吸-脱附等测试手段进行了分析。实验结果表明:直流电弧等离子体技术制备的NiO@C纳米颗粒具有典型的核壳结构,内核为面心立方结构的NiO纳米颗粒,外壳为碳层。颗粒形貌主要为立方体结构,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在30~70nm范围,平均粒径为50nm,外壳碳层的厚度为5nm。NiO@C纳米颗粒BET比表面积为28m~2/g,等效直径为46nm,与TEM和XRD测得的结果基本一致。Raman光谱说明样品中碳包覆层的石墨化程度较低,发生了红移现象。     

Processing of spent NiMo and CoMo/Al2O3 catalysts via fusion with KHSO4

This work describes a route for processing spent commercial hydrorefining (HDR) catalysts (CoMo and NiMo/Al2O3), containing support additives, for recovering active phase and support components. Samples were used as catalysts in diesel hydrotreaters. They had neither been submitted to mechanical stresses nor overheating while under operation. The route is based on fusion of samples with KHSO4. Four experimental parameters were optimized: reaction time, sample/flux mass ratio, temperature, and sample physical characteristics (ground/non-ground). After fusion, the solid was dissolved in water (90-100 degrees C); the insoluble matter presented low crystallization. Several phases were identified: silicates, spinel-like compounds and aluminosilicates. Cobalt, nickel, molybdenum and aluminum were recovered by conventional precipitation techniques or selective solvent-extraction procedures, with at least 85 wt.% yield. Final liquid colorless effluents are obtained as neutral solutions of alkali sulfates or chlorides and a water insoluble solid after fusion, which can be either sent to industrial dumps or co-processed. Fusion with KHSO4 was shown to be applicable to the catalysts of the present study, and the optimized experimental parameters are much less drastic than the conventional pyrometallurgical routes proposed in the literature.     

Preparation and characterization of DLC/SiO2/Al2O3 nanofiltration membrane

High quality ceramic thin films were fabricated by thin film deposition process in semiconductor field in order to fabricate high performance carbon/SiO ₂ /Al ₂ O₃ membrane. α-Al ₂ O ₃ substrate was used as a supporting material. A severe thermal stress and rough surface for active ceramic top layer such as zeolite were observed. To overcome thermal stress, intermediate layer of SiO₂ and diamond-like carbon (DLC) thin film were used. SiO ₂ and DLC thin films on porous alumina support were deposited using plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD). Homogeneous and smooth surfaces and interfaces of DLC/SiO ₂ /Al ₂ O ₃ membrane were observed by FESEM. The phases of DLC and SiO ₂ thin films were identified by X-ray diffraction pattern. Gas permeabilities of the nanofiltration membrane with DLC/SiO ₂ /Al ₂ O ₃ were observed at various annealing temperatures. Mixed gas permeability of the membrane with 1 μm-thick SiO₂ and 2 μm-thick DLC thin film annealed at 200 °C was ～18 ccm at 1018 mb back pressure.     

H_2O_2催化氧化再生NiO的机理及动力学研究

利用红外光谱、扫描电镜及XRD分析了H_2O_2催化氧化吸附活性艳兰X-BR的NiO的再生机理,同时对其反应动力学进行了探讨。红外光谱分析表明,活性艳兰X-BR在发生降解的同时没有其他物质生成,NiO表面降解较彻底;SEM图分析表明,新生态的NiO具有疏松、颗粒分布均匀的特点,经再生后有一定程度板结,导致再生效率有所降低;XRD图显示,吸附前后及再生前后,NiO的衍射峰没有发生较大改变,其稳定性较好。H_2O_2催化氧化NiO的动力学规律为:双氧水的反应是一级反应;活性艳兰X-BR的反应符合二级动力学方程;表观动力学模型r=-19.39exp[24.36×10~3/(RT)][H2_O_2]~1[COD_(Cr)]~2,同时反应的活化能Ea大约为24.36kJ/mol,该反应能够在常温下进行。     

混合溶剂沉淀法制备纳米NiO及其表征

采用NiCl2·6H2O和Na2C2O4为原料,在混合溶剂乙醇 水溶液中,通过化学沉淀法制备出一种浅绿色前驱物,以前驱物的热分析结果为依据,在400℃分解3h可得产物NiO粉体。经XRD、比表面积测定和TEM分析表明,产物为平均粒径23nm且粒径分布均匀、无团聚的球形纳米NiO粉体。