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。     

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。     

高分散性纳米级Fe0/BAC-φH2-θ(t)催化剂催化还原NO

以椰壳活性炭(BAC)为载体,采用H2还原法制备出高分散性纳米零价铁催化剂〔Fe0/BAC-φH2-θ(t)〕〔φ为H2体积分数(0、0.05％、2％、100％);θ为煅烧温度(600、700、800℃);t为煅烧时间(1、3、5 h)〕,采用固定床反应器考察了催化剂制备过程中H2体积分数、煅烧温度及时间对催化剂分散性、催化还原NO性能、催化剂再生以及CO对催化剂还原NO的影响.采用XRD、TEM、SEM、XPS、N2吸附-脱附对催化剂进行了表征,并对CO还原NO反应机理进行了推测.结果表明,催化剂活性随着H2体积分数以及煅烧时间的增加逐渐增强,但随着煅烧温度的升高先升高后降低.Fe0/BAC-100％H2-700(3)催化剂中Fe0粒径达到9 nm且均匀分散在BAC表面.在325℃时该催化剂可使NO转化率达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,CO的加入可以还原Fe3O4再次生成Fe0,提供活性位点,有效地延长催化剂的寿命,减缓催化剂失活的速率.     

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.     

制备条件对生物炭载铁催化剂催化破络Ni-EDTA性能及活性组分浸出的影响

为加强木质素高值化利用,以木质素和铁盐为原料,采用共热解法制备木质素生物炭载铁催化剂。考察铁源前体类型、铁负载量、升温速率和热解温度等制备条件对催化剂催化破络Ni-乙二胺四乙酸（EDTA）性能和铁活性组分浸出的影响,并结合不同热解温度下催化剂孔隙结构、表面元素及晶体结构等表征分析,系统阐述热解温度对催化剂性能的影响机制。结果表明,铁源前体类型直接决定催化剂表面元素组成、极性及Fe活性组分分布情况,以硝酸铁为铁源前体时催化剂性能最佳。负载铁活性物种有助于增加催化剂表面活性位点数量,升温速率可以改变生物炭孔隙结构,热解温度则决定生物炭碳质结构的形成及对Fe活性组分的固载能力。随着热解温度的升高,Fe活性组分逐渐向催化剂内部迁移,600℃时Fe浸出量始终低于1.0mg/L,催化氧化过程由均相Fenton反应为主向非均相反应转变;与此同时,催化剂表面O、N、S活性位点减少,其共同作用致使催化剂失活和Ni-EDTA破络效果降低。上述结果为以木质素生物炭为催化剂载体设计与制备提供了基础数据。     

对苯二甲酸加氢精制钯/炭催化剂的制备

选取椰壳活性炭为载体制备钯／炭催化剂，考察了浸渍液pH值和还原温度对催化剂结构和活性的影响。用XRD对催化剂进行表征，用对苯二甲酸加氢精制体系进行活性评价。结果表明：催化剂的制备条件对载体炭孔结构影响不明显，金属钯较好的分散在载体炭上；最佳浸渍溶液pH值为1.5，还原温度为250℃。     

常规失活SCR催化剂制备的低温脱硝催化剂在玻璃窑炉上的应用研究

选择性催化还原技术(SCR)是国内外运用最多也是最为成熟的脱除氮氧化物的技术,而SCR脱硝催化剂是其核心所在。由于烟气中有K、Na、SO_2等物质,使用中烟气通过催化剂,随着时间累积,以上物质会导致催化剂中毒、失活。失活后的催化剂需进行如填埋、处置等,污染环境、浪费资源。以常规失活的SCR催化剂为载体,植入低温脱硝活性物质V_2O_5及掺杂Mn、Co、Ce、Fe和Cu制备了低温脱硝催化剂,并检测了植入前后低温催化剂的化学成分,评价了催化剂脱硝性能及抗水、抗碱、抗砷能力。结果表明:制备的低温脱硝催化剂脱硝效率高,抗水抗碱抗砷能力强。在某日用玻璃窑炉上应用后,脱硝效率超过89.3%,达到了设计要求。     

液相还原法制备纳米Ru/C催化剂用于葡萄糖加氢制山梨醇

研究了液相还原法将纳米Ru负载于活性炭载体上,将制备的Ru(5%)/C催化剂在葡萄糖加氢反应中进行测试。考察了活性炭预处理、负载及还原顺序和稳定剂对用拟一级反应速率常数kM表示的反应活性的影响。结果表明,活性炭载体经过氧化处理,Ru前驱体先负载后还原,且加入适当稳定剂制备的催化剂催化性能最好。用XRD和TEM对还原后的Ru/C催化剂进行了表征,证明钌处于高分散零价态,平均粒径1 nm。这种高分散Ru/C催化剂比同类商用催化剂的活性高了15%左右。     

负载型锰铈复合氧化物SCR脱硝催化剂制备研究

采用复壁炭纳米管(CNTs)为载体,通过室温氧化还原法制备了锰铈复合氧化物低温NH_3-SCR脱硝催化剂Mn-CeO_x/CNTs。通过调节浸渍液的组成,考察了活性分锰铈配比对催化剂低温脱硝性能的影响。研究发现锰铈协同作用能够有效提高催化剂的低温脱硝性能,当Mn/(Ce+Mn)的摩尔比为0.6时,催化剂的低温活性最好,反应温度为160～180℃时脱硝率可达100%。该方法具有制备工艺简单、条件温和、低温脱硝效果好等优点。     

乙炔气相法合成乙酸乙烯催化剂的研究进展

乙炔气相法制备乙酸乙烯工艺通常采用乙酸锌/活性炭催化剂。本文综述了活性组分、载体特性、助催化剂、制备方法及催化剂失活原因的研究,指出了乙酸锌为活性组分最佳选择,对比了3种催化反应机理,讨论了活性组分最佳负载量及负载方法;简述了活性炭作为催化剂载体所具有的特性,结合有效孔径分析了载体改性对催化剂活性的提高效果,展示了竹质活性炭作为催化剂载体良好的应用前景,并总结了催化剂失活的主要原因。指出需通过改性解决催化剂载体有效孔比例低的问题,并开展抑制催化剂失活的研究。     

活性炭载体预处理对Ru/C氨合成催化剂活性的影响

将活性炭在惰性气体保护下进行高温热处理,随后在 O2/N2体积比为10%条件下进行氧化处理。采用元素分析、物理吸附和XRD方法,考察了不同处理后炭载体的化学组分、表面织构和物相变化。以不同预处理的活性炭为载体,制备了钡助催钌催化剂,在425 ℃,10.0MPa和10 000 h^－1条件下进行氨合成活性测试。结果表明,1 800 ℃热处理导致活性炭部分石墨化,能有效消除非炭成分,同时炭载体的比孔容下降了90%。随后的氧化处理能使炭载体比表面得到有效的恢复,以扩孔处理的炭为载体制备的钌催化剂能够使活性金属在载体中均匀分散,制备出高活性的氨合成钌催化剂。     

生物炭负载纳米零价铁去除硝酸盐作用的研究

为探究生物炭负载纳米零价铁（nZVI/BC）去除水中硝酸盐的机制及其影响因素,采用小麦秸秆为载体制备吸附材料。通过XRD和SEM的表征分析知：铁被成功的负载在生物炭表面,生物炭作为载体分散了纳米零价铁颗粒,并减少了它们的团聚。吸附材料对硝酸盐去除效果的实验研究表明：负载纳米零价铁的小麦秸秆生物炭对硝酸盐的去除效果可达到100%,nZVI/BC氮气选择性为21%;铁炭比（w）为1:2时硝酸盐的去除效果最佳;在偏酸性条件下,氨氮选择性更高,对硝酸盐的去除效果更好;硝酸盐和氨氮去除率会随着硝酸盐初始浓度的升高而逐渐下降。     

N2O-步氧化苯制苯酚FeZSM-5分子筛的失活与再生

将离子交换法制备并经水热处理的FeZSM-5分子筛应用于N2O-步氧化苯制苯酚反应中。在固定床反应器上研究了导致催化剂失活的原因,考察了失活催化剂的再生条件,并采用热重-差热综合热分析法（TG-DTA）、N2吸附比表面测定法（BET）和程序升温氧化法（TPO）等对失活前后的催化剂进行了表征。结果表明,FeZSM-5分子筛催化剂在N2O-步氧化苯制苯酚反应中具有较高的初始活性,但失活较快。失活催化剂上存在两种形式的积炭,c与H比不同的低温炭和高温炭是催化剂失活的主要原因。再生实验结果表明,失活催化剂在450℃下,在N2O气氛中烧炭再生处理40min后,催化剂的活性可完全恢复,此时催化剂表面的积炭率仍保持在30％左右。     

凹凸棒石低温SCR脱硝催化剂的研究进展

选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前主流的氮氧化物脱除技术,其核心是催化剂。凹凸棒石成本低廉,性能优越,适合用作SCR催化剂的载体,而且以凹凸棒石为载体的催化剂显示出良好的低温选择性和稳定性,具有很好的应用前景。本文总结了凹凸棒石低温SCR脱硝催化剂的研究进展,阐述了活性组分、制备方法、前体物种、活性组分负载量、煅烧温度、元素掺杂等因素对催化剂脱硝活性的影响,同时简要介绍了导致此类催化剂失活的原因以及失活催化剂的再生方法,并指出在凹凸棒石负载型低温脱硝催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理,最后指出此类催化剂的未来研究方向主要是进一步提高现有催化剂的低温催化活性和抗中毒能力,实现工业化应用。     

N2O一步氧化苯制苯酚FeZSM-5分子筛的失活与再生

将离子交换法制备并经水热处理的FeZSM-5分子筛应用于N2O一步氧化苯制苯酚反应中.在固定床反应器上研究了导致催化剂失活的原因,考察了失活催化剂的再生条件,并采用热重-差热综合热分析法(TG-DTA)、N2吸附比表面测定法(BET)和程序升温氧化法(TPO)等对失活前后的催化剂进行了表征.结果表明,FeZSM-5分子筛催化剂在N2O一步氧化苯制苯酚反应中具有较高的初始活性,但失括较快.失活催化剂上存在两种形式的积炭,C与H比不同的低温炭和高温炭是催化剂失活的主要原因.再生实验结果表明,失活催化剂在450℃下,在N2O气氛中烧炭再生处理40 min后,催化剂的活性可完全恢复,此时催化剂表面的积炭率仍保持在30%左右.     

油脂加氢活性炭负载镍系催化剂的研究

以活性炭为载体,用沉淀法制备了Ni-Co-Fe三元催化剂,用于催化棕榈油加氢制备硬化油。考察了活性炭载体、催化剂制备过程中Ni含量、焙烧温度及时间、还原温度及时间对催化剂加氢活性的影响。结果表明,最佳反应条件为：Ni负载量35%,氮气气氛下400℃下焙烧2 h,400℃下还原2 h。最佳工艺条件下,能使棕榈油碘值能降到0.9左右,基本达到工业要求。     

负载型纳米零价铁复合材料去除U(Ⅵ)的研究现状

近年来,纳米零价铁在治理含铀废水得到了广泛的应用,但是纳米零价铁本身易团聚、易失活和易造成二次污染使它的应用前景得到了限制。因此,国内外研究学者针对其缺点研究出了负载型纳米零价铁,这一技术从根本上提高了了纳米铁的稳定性和分散性,防止纳米零价铁的团聚和失活,提高了纳米零价铁的反应性能从而更高效的去除了含铀废水中的铀。总结了负载型纳米零价铁的制备方法以及国内外应用负载型纳米零价铁治理含铀废水的研究进展,并对负载型纳米零价铁在修复环境中铀污染的工艺中存在的问题以及今后的发展路线提出了建议。     

Mn-Fe-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的制备条件优化及其表征

采用浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法制备了Mn-Fe-Ce/TiO2低温SCR催化剂,考察了制备方法对催化剂脱硝效果的影响,对制备条件进行优化,通过X线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂进行表征,并考察了SO2浓度对催化剂脱硝性能的影响。结果表明,通过溶胶-凝胶法制备的Mn-Fe-Ce/TiO2催化剂负载量为30%,n(Mn)∶n(Fe)∶n(Ce)=4∶1∶0.1,500℃焙烧时脱硝性能最佳,达95%以上,催化剂的载体主要以锐钛矿型TiO2晶型存在,FeOx、CeOx保持无定形的结构,通入烟气中SO2的浓度≤70 mg/m3时,中毒的催化剂在停止通入SO2后其部分活性可以自行恢复,浓度>70 mg/m3过程中中毒的催化剂均为永久性失活。     

乙炔氢氯化制氯乙烯Pt/C催化剂的性能

以PtCl₄和PtCl₂为活性组分,活性炭为载体,采用浸渍法制备Pt/C催化剂,考察Pt/C催化剂用于乙炔氢氯化制取氯乙烯的催化性能,并采用热重分析、N₂等温吸附-脱附和H₂-TPR等方法对Pt/C催化剂进行表征。结果表明, 加入少量Pt(Ⅱ)（质量分数20%）有利于提高催化剂的初始活性,但加剧了催化剂失活。而活性组分被还原是催化剂失活的主要原因,反应过程中积炭堵塞微孔结构也是导致催化剂失活的原因。     

不同硅铝比ZSM-5负载铁基催化剂二氧化碳加氢性能

CO_2加氢在铁基催化剂上直接制取高附加值化学品是实现其资源化利用的重要途径。通过等体积浸渍法制备了不同硅铝比(25,70,150)的ZSM-5负载的铁基催化剂,考察硅铝比对铁基催化剂上CO_2加氢性能的影响。结果表明,随着硅铝比的升高,催化剂活性先升高后降低,最优化硅铝比为70。CO_2-DRIFTS和CO_2-TPD结果显示,硅铝比为70的ZSM-5载体制备的催化剂具有较多且较强的表面碱性位,促进CO_2分子的活化解离。通过H2-TPR、XRD、Raman等表征揭示了催化剂结构的演变过程。还原后催化剂的活性金属以单质Fe形式存在,反应过程中单质Fe向Fe3O4和Fe Cx物种转化。不同硅铝比配位环境影响Fe与C的相互作用,影响FeC_x的生成,从而影响CO_2加氢的活性和选择性。