负载型钴锰复合金属氧化物催化剂催化分解N_2O

以ZrO_2为载体,采用浸渍法制备负载型钴锰复合金属氧化物催化剂,研究催化剂活性组分负载量、Co与Mn物质的量比、焙烧条件及含H_2O气氛对N_2O转化率的影响。结果表明,催化剂最佳制备条件为:活性组分Co负载质量分数3%,Co与Mn物质的量比为1∶1,焙烧升温速率2℃·min-1,焙烧温度900℃。该条件制备的负载型钴锰复合金属氧化物催化剂在反应温度850℃时,N_2O转化率达98.7%。当反应气氛中H_2O体积分数小于20%条件下,850℃时N_2O转化率高于90%,表明催化剂具有较强的抗水性能。     

负载型CuMnO_x/TiO_2催化剂催化燃烧甲苯

采用沉积-沉淀法制备CuMnO_x/TiO_2新型甲苯燃烧催化剂,考察焙烧温度、Cu与Mn物质的量比、Cu和Mn总负载量、空速及水蒸汽含量对催化甲苯燃烧性能的影响。研究表明,焙烧温度500℃和Cu与Mn物质的量比为1∶1时,催化剂活性最好,反应温度250℃时,甲苯去除率为100%;水蒸汽的出现明显降低了甲苯转化率。XRD和H2-TPR表征结果表明,CuMnO_x/TiO_2催化剂的主要活性相为铜锰尖晶石(Cu1.5Mn1.5O4),它的存在降低了CuMnO_x/TiO_2催化剂的还原温度,是催化活性优良的主要原因。     

锰铈固溶体复合氧化物用于CO和CH_4催化氧化

采用氧化还原共沉淀法制备系列不同配比的锰铈复合氧化物,用于CO和CH4催化氧化,考察不同焙烧温度对催化剂性能的影响。研究表明,焙烧温度500℃和Mn与Ce物质的量比为5∶5的催化剂具备最优的CO和CH4催化氧化性能。催化剂在90℃时,CO转化率可达100%;对于CH4催化氧化,反应温度500℃时,CH4转化率为80%。通过N2吸附-脱附、H2-TPR和XRD等研究其物化结构性能,结果表明,在系列催化剂中,焙烧温度500℃和Mn与Ce物质的量比为5∶5的催化剂具有最高的比表面积和最活泼的晶格氧,可能是其具有优异催化活性的原因。     

负载型多相催化剂在催化臭氧氧化石化废水中的应用

以γ分子筛为载体,利用酸、碱浸渍及焙烧法制得Ta/Mn催化剂,初步探讨了催化剂的制备条件,并采用催化臭氧氧化技术深度处理石化废水二级生化出水。试验结果表明,在Ta、 Mn物质的量比为3∶1,焙烧温度为400℃,焙烧时间为5 h的条件下,催化剂性能达到最佳。在催化臭氧氧化时间为30 min,废水CODCr初始质量浓度为70 mg/L,催化剂投加量为1.5 g/L, pH值为7.5,温度为25℃的优化条件下,石化废水二级生化出水中CODCr去除率最高达到84.1%。     

堇青石负载非贵金属复合氧化物催化氧化甲苯的性能研究

本文采用浸渍法制备了以MOx(M为Cu、Co、Zn、Fe、Ce)和Mn Ox混合氧化物为活性组分,堇青石蜂窝陶瓷为载体的有机废气催化燃烧催化剂,以甲苯作为探针反应物测定该类催化剂的催化燃烧活性。考察了M与Mn物质的量比等因素对甲苯催化燃烧性能的影响,深入进行了XRD、BET和SEM表征与分析。实验结果表明:Fe/Mn物质的量的比为4∶1,焙烧温度为500℃,催化剂具有最佳的催化燃烧活性。     

堇青石负载Fe-Mn-O混合氧化物催化氧化甲苯的性能研究

采用浸渍法制备了以FeOx和MnOx混合氧化物为活性组分,堇青石蜂窝陶瓷为载体的有机废气催化燃烧催化剂,以甲苯作为探针反应物测定该类催化剂的催化燃烧活性。考察了Fe与Mn物质的量比、焙烧温度及其改性载体等因素对甲苯催化燃烧性能的影响,深入进行了XRD和BET表征与分析。实验结果表明:Fe/Mn物质的量的比为4∶1,质量负载量为10%,焙烧温度为500℃,并经γ-Al2O3涂层改性的催化剂具有最佳的催化燃烧活性。     

Ni-Cu-Mn-K/γ-Al2O3高温变换催化剂的制备和还原条件

以γ-Al2O3为载体,采用二步等体积浸渍法,制备了多元体高温水煤气变换催化剂。采用活性表征、TG、DTA和TPR等方法,考察了制备参数和还原条件对催化剂的影响。结果表明：第一步浸渍时间为300 min时达到浸渍平衡;第一步浸渍组分(Ni∶Cu∶Mn)配比2∶1.5∶1、第二步K+的加入量为5%、焙烧温度400℃时制得的催化剂具有高活性;还原最高温度为400℃,还原过程添加适量的水蒸气时,催化剂具有良好的催化性能和热稳定性能。催化性能优于国内外现有工业产品。而且还消除了传统的共沉淀法制备工艺产生的大量氨氮废水。     

O3/H2O2湿式催化氧化处理垃圾渗滤液研究

采用湿式催化氧化法对垃圾渗滤液进行处理,制备了活性炭载铜、铁系列催化剂,以O_3/H_2O_2为氧化剂, COD去除率为考察指标,考察了反应工艺条件对垃圾渗滤液的处理效果。结果表明:在焙烧温度为600℃,Cu、 Fe物质的量比为3∶1时,制得的Cu-Fe/AC复合催化剂的催化剂活性相对较好;当水样体积为20 m L, H_2O_2投加量为0.5 mL, O_3通入时间为25 min(O3流量为5 g/h),催化剂投加量为1 g时, pH值在2～4和10～12时的COD去除率较好。     

CaO/La2O3固体碱催化剂制备及其催化大豆油酯交换反应性能

采用共沉淀法制备了氧化钙/三氧化二镧（CaO/La2O3）固体碱催化剂,并将其应用于大豆油与甲醇进行的酯交换反应。XRD表征结果表明,活性组分在三氧化二镧上高度分散,且钙与镧之间有较强的协同作用。催化剂适宜的制备条件：钙与镧物质的量比为2∶1,焙烧温度为750 ℃,焙烧时间为3 h。在醇与油物质的量比为13∶1、催化剂质量占大豆油质量的4%、反应时间为4 h条件下,制备的氧化钙/三氧化二镧固体碱催化剂催化大豆油和甲醇进行的酯交换反应制备生物柴油的产率达到90%以上。     

邻苯二甲酸二辛脂加氢催化剂的制备

以邻苯二甲酸二辛脂为原料,利用高压加氢反应评价装置,系统考察催化剂载体和活性物质的选择、活性组分负载量及焙烧温度对催化剂活性的影响。结果表明,载体选择大孔γ-Al₂O₃,活性组分选择铑和钌等贵金属,并通过镧改性以降低贵金属使用量,最佳制备条件：活性组分负载质量分数0.2％～0.5％,焙烧温度为550 ℃。催化剂在220 ℃还原2 h,在反应压力10 MPa、反应温度150 ℃、空速0.75 h^-1和氢油体积比1 000∶1条件下,将不低于99.5%的邻苯二甲酸二辛脂转化为环己烷二甲酸二异辛酯。     

钯负载锰氧化物基双金属复合氧化物催化氧化羰基化合成碳酸二苯酯

采用共沉淀法分别制备锰掺杂钨、钒、铋3种双金属复合氧化物载体,以氯化钯为活性组分制备负载型催化剂,并用于苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯（DPC）。通过气相色谱（GC）、X射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、X射线光电子能谱（XPS）等表征手段,对催化剂结构和性能进行表征。结果表明:钨-锰载体随掺杂比例和焙烧温度升高,逐步形成四氧化三锰晶粒,同时钨渗入锰氧化物晶格中,在掺杂比（物质的量比）为1:1、焙烧温度为600 ℃条件下制备的催化剂性能最佳,DPC收率为5.20%;钒-锰载体在焙烧温度为400 ℃、掺杂比为1:5条件下形成二氧化锰晶相,催化剂性能明显提高,DPC收率为10.46%,而较高的焙烧温度会破坏晶型的完整;铋-锰载体在掺杂比为1:5、焙烧温度为400 ℃条件下制备的催化剂催化效果最好,DPC单程收率可达到13.13%。     

负载型Mn-Fe/γ-Al2O3低温脱硝催化剂的性能

采用共沉淀法制备了负载型Mn-Fe/γ-Al₂O₃低温SCR催化剂,运用固定床催化反应器,以氨气为还原剂,考察了负载量、活性组分配比、焙烧温度等制备条件和空速、O₂体积分数、NH₃/NO摩尔比等操作条件对Mn-Fe/γ-Al₂O₃催化剂低温脱硝性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)、比表面积测定仪(BET)等手段对催化剂进行表征.结果表明,负载质量分数为20%、n(Mn):n(Fe)=4:1、焙烧温度为600℃、空速为16000h^-1、O₂体积分数为4%、NH₃/NO摩尔比为1.2、反应温度为200℃的条件下,NO转化率达到了96%以上.     

基于镁铝水滑石的Mo/Al2O3-MgO催化剂制备及其加氢脱硫性能

生产低硫或无硫柴油是当今世界范围内清洁燃料发展的趋势,加氢脱硫（HDS）是大规模生产清洁柴油最为有效的技术之一,而研制高活性的HDS催化剂成为该技术的关键。以镁铝水滑石与氧化铝的复合氧化物为载体,通过等体积浸渍法制备了一系列Mo/Al₂O₃-MgO催化剂,以二苯并噻吩（DBT）的正庚烷溶液为原料,在固定床反应器上评价所得催化剂的HDS活性,考察了不同镁铝比的水滑石、焙烧温度和添加量对催化剂物化性质和催化性能的影响。研究结果表明,镁铝比、焙烧温度和添加量均影响催化剂的酸性、金属还原性、硫化性能和MoS₂片晶的堆垛度等,当镁铝摩尔比为3、焙烧温度为800℃、成型时水滑石加入量为10%（质量分数）时,所制备催化剂的HDS活性最高,其脱硫率可达96.2%。这是由于该催化剂的酸性较适宜,活性组分与载体间的相互作用力适中,活性组分更易硫化,有助于提高MoS₂片晶的堆垛度进而改善催化剂的HDS性能。     

CuCe氧化物催化剂的制备及CWPO降解双酚A废水研究

为解决Fenton法存在活性组分流失及通常在pH 2～3条件下运行的局限性,采用柠檬酸络合法制备了CuCe氧化物催化剂,建立了双酚A非均相催化湿式过氧化氢氧化（CWPO）反应体系。考察了焙烧温度、Cu/Ce摩尔比、H₂O₂用量、双酚A初始浓度和pH对催化剂物化结构和CWPO性能的影响。并分析了可能的降解路径。结果表明：催化剂具有良好的高温稳定性和pH适应性,在pH 1.6～7.9范围内对双酚A都具有较高的降解性能,不需要调节pH。在焙烧温度450℃、Cu/Ce摩尔比1.0、催化剂用量1 g·L^-1、H₂O₂用量196 mmol·L^-1、BPA浓度152 mg·L^-1、pH 6.6、反应温度75℃、反应95 min后,BPA和TOC去除率分别为91.8%和84.5%,Cu²⁺析出浓度为19.3 mg·L^-1。推测了双酚A可能的降解路径。     

镁铝复合氧化物催化合成丙二醇乙醚

以硝酸镁、硝酸铝和氨水为原料,通过共沉淀方法制备了一系列镁铝水滑石材料,经过焙烧处理后作为碱催化剂用于丙二醇乙醚的催化合成。采用X射线衍射、热分析、SEM、DTA-TG和CO^_2-TPD等手段对所制备的催化剂进行表征,结果表明,在实验范围所制备的催化剂均具有典型的镁铝水滑石结构。采用高压固定床反应器对催化剂进行活性评价,考察了形成沉淀的pH、晶化方式、原料中镁与铝物质的量比及焙烧温度等对镁铝水滑石及其衍生物的结构和催化活性的影响,研究了碱性与催化剂活性之间的关系,结果表明,镁与铝物质的量比为3和550 ℃焙烧的催化剂具有良好的催化合成丙二醇乙醚活性。超声晶化的方式可以提高镁铝水滑石衍生物的碱强度,但对镁与铝物质的量比不同的催化剂活性有着不同的影响。在（350～550） ℃,焙烧温度的提高可以增大催化剂的碱强度和碱量,催化活性也有显著提高,但进一步升高焙烧温度,催化剂的表面碱强度和碱量有所下降,催化活性也随之降低。     

自蔓延燃烧法制备锰氧化物催化剂及其催化燃烧炭烟颗粒

柴油机尾气中的炭烟颗粒是城市雾霾的主要来源之一,严重污染环境和危害人体的健康。因此,降低和消除柴油车尾气中的炭烟颗粒具有重要的意义。本文以高锰酸钾和一水柠檬酸为原料,通过自蔓延燃烧法成功制备了一系列锰氧化物催化剂。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N₂吸附-脱附、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、O₂程序升温氧化（O₂-TPD）和X射线光电子能谱（XPS）等手段对催化剂进行了表征,并考察了该系列催化剂催化炭烟颗粒燃烧的活性。结果表明,制备的锰氧化物催化剂均具有良好的催化燃烧炭烟活性。当高锰酸钾与一水柠檬酸的摩尔比为12∶1、煅烧温度为450℃时,制备的催化剂具有较低的还原峰温度,较大的比表面积和孔径以及化学吸附氧和Mn⁴⁺含量,从而表现出最佳催化燃烧炭烟颗粒的性能,其催化燃烧炭烟温度T₁₀、T₅₀和T₉₀分别为284℃、327℃和360℃。     

Production of hydrogen via partial oxidation of methanol over Au/TiO2 catalysts

Selective production of hydrogen by partial oxidation of methanol (CH₃OH + (1/2)O₂ → 2H₂ + CO₂) over Au/TiO₂ catalysts, prepared by a deposition–precipitation method, was studied. The catalysts were characterized by XRD, TEM, and XPS analyses. TEM observations show that the Au/TiO₂ catalysts exhibit hemispherical gold particles, which are strongly attached to the metal oxide support at their flat planes. The size of the gold particles decreases from 3.5 to 1.9 nm during preparation of the catalysts with the rise in pH from 6 to 9 and increases from 2.9 to 4.3 nm with the rise in calcination temperature up to 673 K. XPS analyses demonstrate that in uncalcined catalysts gold existed in three different states: i.e., metallic gold (Au⁰), non-metallic gold (Au^δ+) and Au₂O₃, and in catalysts calcined at 573 K only in metallic state. The catalytic activity is strongly dependent on the gold particle size. The catalyst precipitated at pH 8 and uncalcined catalysts show the highest activity for hydrogen generation. The partial pressure of oxygen plays an important role in determining the product distribution. There is no carbon monoxide detected when the O₂/CH₃OH molar ratio in the feed is 0.3. Both hydrogen selectivity and methanol conversion increase with increasing the reaction temperature. The reaction pathway is suggested to consist of consecutive methanol combustion, partial oxidation and steam reforming.     

焙烧及还原条件对Ni2P/TiO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂-Al₂O₃复合载体, 以柠檬酸(CA)为络合剂采用浸渍法制备了Ni₂P负载的TiO₂-Al₂O₃复合载体催化剂, 并用 X 射线衍射(XRD)、N₂吸附比表面积(BET)测定技术对催化剂的结构和性质进行了表征, 考察了载体焙烧温度、催化剂焙烧温度、还原温度、还原压力对其进行的二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能的影响。结果表明, 升高载体焙烧温度有利于催化剂表面上活性物种的分散, 但焙烧温度过高会导致催化剂烧结, 适宜的载体焙烧温度为550℃。当还原温度为500～550℃时, 磷化镍主要以Ni₁₂P₅相形式存在, 且随着还原温度的升高, Ni₁₂P₅的衍射峰强度逐渐增强, 还原温度为700℃时, 可得到单一的Ni₂P物相。载体焙烧温度为550℃, 催化剂焙烧温度为500℃, 还原温度为700℃, 常压还原制备的Ni₂P/TiO₂-Al₂O₃催化剂具有最好的活性。在360℃、3.0MPa、氢油体积比500、液时体积空速2.0h^-1的条件下, 反应4h时, DBT转化率为99.5 %。     

廉价氧化镁回收废水中氨氮

药剂成本过高是阻碍磷酸铵镁结晶技术推广应用的关键难题之一。通过改变结晶反应的初始条件,采用廉价氧化镁为镁盐,有效回收废水中的氨氮。研究结果表明,起始pH为2时,氧化镁为镁盐时,废水氨氮去除效率达到90%以上;采用Mg²⁺:NH₄⁺:PO₄^3- 摩尔比为1:1:1,煅烧温度在200～400℃时,氨氮回收率超过82%;XRD和FTIR分析结果表明,不同温度条件下,氧化镁的晶体结构出现畸变,导致Mg O键键长出现变化,红外光谱出现红移及蓝移现象,而Mg O键键长的变化与沉氨效率存在直接的相关性。