Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化裂解生物质制氢研究

在自行研制的生物质连续热解反应装置上进行了稻壳连续热解和二次催化裂解制氢试验研究,所用Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂采用浸渍法制备。考察了Fe/Al催化剂焙烧温度及二次催化裂解温度对裂解气中H_2含量和裂解液体组分的影响。试验结果表明:Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对H_2有较大的选择性,当Fe/Al=0.7、催化剂焙烧温度为550℃、二次裂解温度为700℃时,H_2产率达到34.8%;稻壳直接二次裂解液体产物中主要为醋酸,含量达49.44%,催化裂解后主要为丙酮,含量达到50.56%。     

Cu-Ru-Co/γ-Al_2O_3催化剂费托合成生物质合成气性能研究

采用浸渍法制备Cu-Ru-Co/γ-Al_2O_3催化剂,对模拟生物质空气气化生物质合成气费托合成的性能进行研究,考察催化剂活性组分含量对催化剂性能的影响,并对催化剂进行BET、XRD、H_2-TPR以及SEM表征。结果表明Cu-Ru-Co/γ-Al_2O_3催化剂具有较高的活性和C_(5+)选择性,这主要是由于催化剂具有高表面积、适宜的孔分布以及高分散的活性组分。     

Ni-CeO_2/γ-Al_2O_3催化甲苯水蒸气重整的实验研究

以单质镍为活性组分、CeO2为助剂、γ-Al2O3为载体制备了Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂,以甲苯为生物质气化焦油模型化合物,在固定床反应器上进行催化水蒸气重整实验,考察了反应温度、水/碳摩尔比(S/C)和CeO2负载量对甲苯转化率、产气组成及积碳生成的影响。结果表明,Ni-CeO2/γ-Al2O3催化剂具有较好的催化活性和抗积碳能力;在反应温度为850℃,S/C为3时,使用Ni-CeO2(3%)/γ-Al2O3催化剂,甲苯转化率可以达到90.4%,经反应后的催化剂含碳量仅为0.42%。     

Pt对Ba-Ce/γ-Al_2O_3催化剂低温还原和脱除NO_x的影响

为研究稀燃氮氧化物捕集催化剂的低温还原和脱除NOx排放性能,通过浸渍法制备了Ba-Ce/γ-Al_2O_3和Pt/BaCe/γ-Al_2O_3催化剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对其理化性质进行了表征.结果表明:Ba-Ce/γ-Al_2O_3催化剂各组分结晶和分散良好,且晶粒尺寸较小;添加铂(Pt)后,对催化剂形貌产生了显著影响,主要由近似球形颗粒变为了块状物质.在催化剂表面,Pt~(0+)是Pt的主要存在形式,也存在少量PtO_x;Ce主要以Ce~(4+)存在,且存在少量Ce~(3+),Ce~(4+)和Ce~(3+)的共存有利于活性氧在催化剂表面的迁移;最后通过H2程序升温还原(H2-TPR)和基于模拟气试验平台的NO_x存储还原(NSR)循环试验对催化剂的催化活性进行了分析,结果表明:添加Pt后,催化剂的还原温度降低了220,℃,NO_x存储还原循环平均转换率提高了12.1%,.     

H_2O对CO在0.5%PdZrO_2/γ-Al_2O_3上催化燃烧特性的影响

以0.5%PdZrO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,在所搭建的比例积分微分控制(PID)多功能实验装置上进行CO催化燃烧基础特性实验,分析了H_2O对CO转化率的影响,以及H_2O体积分数的变化对CO转化率和CO催化燃烧反应时间的影响.结果表明:H_2O的加入大幅提升了CO在催化剂上的起燃温度和燃尽温度,增大了CO催化燃烧反应所需的活化能,且随着H_2O体积分数的增大,CO起燃温度和燃尽温度逐步升高;CO转化率随H_2O体积分数的增加逐渐降低;CO反应稳定所需时间随H_2O体积分数的增大而增加;H_2O的存在降低了催化剂的活性,抑制了催化燃烧的进行.     

La2O3改进Ni/γ-Al2O3催化剂上沼气重整制氢

为了寻求制备氢气的可再生资源及减少沼气的排放量,用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3/γ Al2O3催化剂,用CH4/CO2体积比为1的混合气体模拟沼气,考察了还原温度、反应温度、空速等操作条件对该催化剂上沼气重整制氢性能的影响.并运用H2-TPR、TEM、TG-DSC等对催化剂进行了表征.结果表明:La2O3含量为6%的催化剂具有较好的综合性能;载体中掺杂适量La2O3能增加金属Ni的分散性,提高催化剂的可还原性及载体对CO2的吸附能力,从而改善了催化剂的活性及抗积炭性,使催化剂具有较好的稳定性.在100h的稳定性实验中,CH4及CO2转化率、H2及CO的选择性、H2/CO比平均值分别约为87.4%、88.8%、87.3%、93.8%及0.92.催化剂表面积炭速率非常低,仅为0.7279mg/(gcat·h).     

掺杂Ce/Zr对γ-Al_2O_3(110)表面的影响

采用密度泛函理论(DFT)计算了掺杂Ce/Zr时γ-Al_2O_3(110)表面能量的变化,探讨了其对γ-Al_2O_3(110)表面的影响.结果表明,掺杂Ce/Zr有利于g-Al_2O_3(110)表面氧空穴位的形成,从而促进氧分子的吸附和分解,增加表面活性氧数量.掺杂Ce可促进g-Al_2O_3(110)表面对NO的吸附,但不利于对NH3的吸附.掺杂Zr可促进g-Al_2O_3(110)表面对NO和NH3的吸附.     

Li2O对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂表面酸性与MCH脱氢性能的影响

利用吡啶吸附-IR、NH3吸附-脱附、原位热重积碳等技术并结合MCH的脱氢活性试验，研究了Li2O对工业Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的表面酸性及MCH脱氢性能的影响。结果表明，Li2O能有效地调变催化剂的表面酸性，降低其表面酸中心特别是强酸中心的数目；MCH脱氢反应的积炭量随Li2O含量的增加而减少，当Li2O含量为0.4w%时催化剂的高温稳定性可取得较好的结果。     

CuO/γ-Al2O3催化剂选择性催化还原NO

利用溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3,催化剂颗粒,在固定床上测试催化脱硝活性.CuO/γ-Al2O3在250～400℃范围内脱硝效率达到90%以上.硫化作用后催化剂的最佳温度窗口向高温方向移动.利用程序升温方法研究了.CuO/γ-Al2O3对NH3的氧化性能,经硫化后催化剂NH3的氧化性能下降,降低了催化剂在低温区脱硝活性.NH3和NO的脱附实验显示NH3和NO在催化剂表面存在明显的吸附现象.经硫化经后催化剂增加了对NH3的吸附量,降低了对NO的吸附量.暂态实验证明NH3以吸附态参与反应,而NO以气态或者弱吸附态参与反应.NO的吸附在实际SCR反应过程中影响有限.动力学计算显示溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3拥有较低的选择性催化还原反应活化能.     

Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

采用草酸盐胶态共沉淀-机械混合法制备了一系列Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂,考察了CuMn摩尔比及助剂La、Al、Fe、Zn等对Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢的催化性能的影响,并结合热重-差热扫描量热分析(TG-DSC)、N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段研究了助剂La的添加对Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂微观结构的影响.研究表明:当Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂中Cu/Mn摩尔比为1/2时,催化剂具有较高的初始活性;添加La、Al、Fe、Zn等助剂均不同程度地提高了Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的稳定性,其提高顺序为:La>Al>Fe>Zn;适量La的添加可以起到隔离和分散铜的作用,能阻碍活性组分的聚集长大,有助于活性组分细化,并增加表面高分散CuO的量,同时增强Cu-Mn以及金属铜和载体之间的相互作用,防止铜的团聚,从而提高催化剂的活性及稳定性.     

不同沉淀条件制备γ-Fe_2O_3催化剂的表征及其NH_3-SCR性能

采用不同沉淀工艺制备磁性γ-Fe2O3催化剂,在固定床上对其NH3-SCR性能进行研究,借助XRD和N2吸附分析揭示了其物性.结果表明,采用正向滴定法、NH4OH作为沉淀剂制得的γ-Fe2O3催化剂纯度高,结晶度适宜,孔径主要分布于2~5,nm,有利于脱硝;实验工况下,325~400,℃温度区间内,其脱硝效率保持90%以上.沉淀剂种类及其加入方法直接影响催化剂的脱硝性能,不当的沉淀工艺会导致α-Fe2O3生成、晶粒直径过大、孔结构塌陷等问题,不利于脱硝.     

稀土钙钛矿型催化剂LaBO_3对NO_x催化性能及反应机理的研究(Ⅱ)──催化剂表面结构及N_2O催化分解反应机理

采用程序升温还原（ＴＰＲ）和Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）技术研究了稀土钙钛矿型催化剂ＬａＢＯ３上氧种的化学势、Ｂ位元素的平均价态及催化剂氧种的分布及种类,同时分析了Ｎ２Ｏ的分解反应机理。实验结果表明,Ｂ位离子平均价态升高,氧离子的化学势增大,反应能力增强,催化活性较好;在ＬａＢＯ３化合物上有两类氧种,即低能位的吸附氧和高能位的晶格氧,催化剂表面吸附氧对Ｎ２Ｏ分解有阻抑作用,ＣＨ４的加入能与表面吸附氧反应,提供氧空位,促进反应进行;Ｎ２Ｏ在钙钛矿型化合物ＬａＢＯ３上的分解反应属于表面上的催化过程     

α-Al_2O_3载体的制备及其在环氧乙烷银催化剂中的应用

银催化剂是工业上乙烯环氧化制备环氧乙烷的唯一催化剂,其性能直接影响装置的产能和产品的质量。银催化剂历经多年的发展,工业催化剂的选择性已经达到90%以上,性能得到了极大提高,载体研究也日趋成熟。对国内外主要商品银催化剂的性能进行了比较,工业上多以块状α-Al_2O_3或片状α-Al_2O_3为载体、块状α-Al_2O_3载体催化剂选择性较高,但活性略低,Ag含量低;片状α-Al_2O_3载体活性较高,但初期选择性略低,Ag含量高。开发活性好、选择性高和稳定性好的银催化剂仍然是业界追求的主题。通过载体后处理工艺改善载体表面结构和催化性能虽有一定效果,但工艺复杂,研究也仅局限于实验室阶段。利用原位改性α-Al_2O_3载体,仍然是银催化剂载体研究的主要方法。提高银催化剂的综合性能,需要从理论上进一步研究乙烯氧化制环氧乙烷反应的机理,从而为改进催化剂载体的结构和性能提供理论依据,并为选择银催化剂的助催化剂提供参考。     

O_3/N_2气氛下离线再生DPF的影响因素

建立了O_3/N_2气氛下柴油机微粒捕集器(DPF)离线再生的数值模型,探究了气源位置、气源流量和O_3浓度等因素对DPF离线再生的影响规律,并对再生模型进行了验证.结果表明:在O_3/N_2气氛下对DPF进行离线再生,最大温度梯度远小于该DPF的安全温度梯度限值.减小气源距DPF前端的流通距离,适当增大气源流量和O_3浓度均有利于提高再生速率.但O_3浓度过大会导致再生过程中壁面温度峰值显著增大.对DPF离线再生影响因素的数值模拟进行研究,对进一步开展的O_3/N_2气氛下DPF的离线再生试验起到理论指导作用.     

Cu/La2O3/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应

研究以并流共沉淀法制备Cu/La2 O3 /Al2 O3 系列催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢反应过程 ,考察了La2 O3含量、反应温度、水醇比、液体空速 (WHSV)等因素对催化剂活性的影响。结果表明 :催化剂表现出较好的低温活性、高氢气选择性和稳定性。La2 O3 质量分数为 15 % ,在 2 5 0℃反应时 ,催化剂活性表现最佳 ,甲醇摩尔转化率为94 .5 % ,氢气选择性为 10 0 % ,CO摩尔分数为 1.0 5× 10 -7。     

气相沉积制备V2O5-WO3/TiO2催化剂及其脱硝性能的研究

以堇青石蜂窝陶瓷为基体,应用化学气相沉积技术(CVD)负载TiO2载体,浸渍V、WW化合物溶液,制备出V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光光谱仪(XRF)等表征催化剂微观结构和成分,并利用自行研制的活性评价装置分析了催化剂的脱硝效率.结果表明:制备的催化剂比表面积为78.8m2/g,平均孔径为6.8 nm;锐钛型TiO2载体在堇青石基体上沉积均匀、排列紧密,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,宽度均小于100 nm;在350℃、空速为1 000 h-1、nNH3/nNO摩尔比=1时,催化剂NO的脱除效率ηNO可达到98.3%.     

CuO/γ-Al2 O3干法烟气脱硫

采用自制的CuO／γ—Al2O3烟气脱硫剂，在固定床流动反应器上进行模拟烟气脱硫试验，定量研究了不同组分样品的脱硫活性，分析了载铜量、SO2浓度、空间速度、反应温度等对脱硫效果的影响．结果表明，CuO在载体上分布的阈值为0．47mg／m^2，当CuO分布低于阈值时，在脱硫温度400℃、空间速度11200h^-1，S／Cu摩尔比低于理论值1的情况下，其脱硫效率可高达95％以上．     

TiO2纳米管限域Fe2O3的可见光分解水制氢性能

通过真空−超声辅助的等体积浸渍法制备了TiO2纳米管限域Fe2O3催化剂,考察了其可见光分解水制氢性能。由于TiO2纳米管的限域效应,导致Fe2O3颗粒减小,分散度提高,能隙增大,光生载流子得到有效分离,提高了其光解水制氢活性。     

等离子喷涂γ—Al2O3和α—Al2O3涂层的性能和结构

用优选的喷焰参数制备了含有９９．５％以上的γ－Ａｌ２Ｏ３的喷涂态涂层，该涂层具有０．１－１μｍ直径的颗粒，其薄层厚度为１－４μｍ。用同样的喷焰条件，但缓慢地在基体上移动，产生了含有α－Ａｌ２Ｏ３涂层。在每个喷焰的喷道中观察到三种类型的显微结构：类型Ｉ，在较下面的区域，认为已形成了γ－Ａｌ２Ｏ３晶核，并且由于喷焰和涂层的热量而转变成α－Ａｌ２Ｏ３相；类型Ⅲ；在类型Ｉ上连，形成了α－Ａｌ２Ｏ３晶核，在     

WO_3/TiO_2-ZrO_2催化剂的高温脱硝性能

以复合氧化物TiO_2-ZrO_2为载体、WO_3为活性组分,制备了适用于高温烟气(500℃以上)脱硝的WO_3/TiO_2-ZrO_2型SCR脱硝催化剂,对催化剂进行了XRD表征,并考察了复合载体的组成、WO_3质量分数和高温焙烧处理对催化剂脱硝性能的影响.结果表明:WO_3/TiO_2-ZrO_2催化剂具有很好的热稳定性,经800℃高温处理后晶相结构保持不变且脱硝效率仅有微弱下降;WO_3质量分数为20%、钛锆比为7∶3和0∶10的2种催化剂具有较好的脱硝性能,能够适用于高温脱硝反应.