In-Ag/CeO_2-γ-Al_2O_3催化剂上CO-SCR脱除NO的研究

选用CO还原剂及负载不同比例In、Ag活性组分的CeO_2-γ-Al_2O_3催化剂进行脱硝实验,发现8%In-8%Ag具有较高的催化活性,在300~450℃温度区间内NO的转化率达到80%以上。研究了不同浓度CO、CO_2和H_2O对8%In-8%Ag/CeO_2-γ-Al_2O_3催化剂的影响,结果显示CO与NO体积比为1.5时,NO脱除率最高,且该催化剂具有较强的抗H_2O、抗CO_2存在性能,在有H_2O和CO_2的环境下催化剂仍有较强的脱硝活性。BET实验研究结果表明,8%In-8%Ag/CeO_2-γ-Al_2O_3催化剂具有较高的比表面积和较大的孔容,XRD和XPS分析揭示了In、Ag主要以In_2O_3与Ag_2O形式存在,且二者之间具有强相互作用而促使AgInO_2形成,从而使得8%In-8%Ag/CeO_2-γ-Al_2O_3催化剂具有高催化活性。     

贵金属催化剂(Au,Pd,Pt)催化乙二醛选择氧化合成乙醛酸的研究

本文以γ-Al_2O_3为载体,采用液相还原法制备了系列Au,Pd,Pt催化剂,以乙二醛选择氧化合成乙醛酸评价了催化剂的催化性能,并对催化剂进行AAS、BET、XRD、UV-Vis和TEM表征,分析了影响催化剂活性的因素。结果显示:3%Pt/γ-Al_2O_3催化剂的催化性能较为突出,反应时间最短,反应进行1h时,乙醛酸的选择性和收率最佳,乙醛酸的收率可达30%,乙醛酸的选择性可达67%。     

H_2或CO预处理In/γ-Al_2O_3催化剂上SCR-NO的研究

经H_2和CO预处理后,In/γ-Al_2O_3催化剂的活性明显提高。活性测试结果表明,预处理对催化剂表面的In物种起作用,从而增强催化剂活性;H_2的作用比CO更强。XRD分析结果显示,载体γ-Al_2O_3仍保持原来的晶型;红外分析结果表明,预处理过程可增加低价氧化态In的含量,增强了催化剂的脱硝活性。由于表面的In粒子簇分散性好并存在一些化学吸附氧,In/γ-Al_2O_3-H催化剂表现了较高的催化活性;在催化剂表面形成的单齿硝酸盐和双齿硝酸盐是降低催化剂催化活性的重要因素;—NO_2、—ONO的形成是预处理催化剂活性升高的原因所在。     

溶胶-凝胶法制备氧化铝纤维的组织结构与晶化动力学

以异丙醇铝和九水硝酸铝为铝源,去离子水为溶剂,聚合物A为纺丝助剂,采用溶胶-凝胶法制备氧化铝长纤维,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FR-IR)等,对纤维的形貌和组织结构进行观察与分析,并结合kissinger-akahira-sunose(KAS)法、flynn-wall-ozawa(FWO)法和Starink法研究纤维的结晶动力学。结果表明:凝胶纤维的直径约为4~7μm,纤维形貌良好,无明显开裂;当纤维以10℃/min的速率从室温加热至1 200℃时,纤维在800~900℃间由非晶相转变为γ-Al_2O_3,在1 100℃以上温度下γ-Al_2O_3转变为α-Al_2O_3;通过KAS法计算得到氧化铝纤维由非晶相转变成γ-Al_2O_3的激活能为412.1 kJ/mol,由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变的激活能为422.3 kJ/mol,与Starink法和FWO法的计算结果吻合良好,验证了KAS法计算结果的精确有效性。     

基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯处理性能

采用反应管对基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯(VAM)处理性能展开了研究.结果表明,经活化后的三种载氧体均能将CH₄完全转化为CO₂,其活性顺序为CuO60/γ-Al₂O₃ > NiO60/γ-Al₂O₃ > Fe₂O₃60/γ-Al₂O₃;基于CuO60/γ-Al₂O₃的CH₄转化率随空速的增加而减小,随CuO负载量和床层温度的升高而增大;煤矿通风瓦斯中的CH₄浓度越低,CH₄转化率达到90%所需的床层温度就越低;对活性物质低分散高负载的CuO60/γ-Al₂O₃和活性物质高分散低负载的CuO5.5/γ-Al₂O₃两种CuO/γ-Al₂O₃系载氧体进行了比较,发现两种载氧体的CH₄转化机理均包含有化学链燃烧和催化燃烧两种机理,基于催化燃烧机理的CH₄转化率在一定温度下存在极大值,当床层温度高于该极大值温度时,化学链燃烧对CH₄转化率的贡献明显大于催化燃烧对CH₄转化率的贡献;相同条件下,CuO5.5/γ-Al₂O₃的初期活性优于Cu60/γ-Al₂O₃,但CuO60/γ-Al₂O₃的活性稳定性优于CuO5.5/γ-Al₂O₃.      

冶金尘泥制备钙铁双氧载体材料

化学链燃烧技术是实现CO_2高效低能分离和捕捉的新型燃烧技术。以含铁冶金固废尘泥为研究对象,采用共沉淀法制备了钙铁双氧载体(CaSO_4-Fe_2O_3),并采用TG-DTA、XRD、SEM以及能谱扫描的分析手段,对CaSO_4-Fe_2O_3双氧载体的材料特性及化学链燃烧反应特性进行了表征和分析。结果表明,由含铁冶金尘泥制备的CaSO_4-Fe_2O_3双氧载体质量分数为93.58%,比表面积为10.37cm~2/g,与煤粉反应后的转化率为67.47%,具有较好的反应活性。结合SEM和EDS分析,造成载体活性降低的主要原因是循环燃烧过程中煤灰分的累积,致使载体成分复杂多元化,并发生化学反应和团聚效应,导致载体活性降低。     

Ce_xLa_(1-x)活性组分对NH_3-SCR脱硝特性的影响研究

为探究天然氟碳铈矿中Ce和La之间的联合作用对脱硝性能的影响,利用微波加热的方法制备了Ce_xLa_(1-x)活性组分并负载在γ-Al_2O_3上进行了活性测试,其中Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂脱硝效果最好,在反应温度为350℃时有78%的NO转化率。BET、NH_3-TPD、XRD、Raman和XPS测试结果表明,Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂的活性组分是含有Ce和La的固溶体且具有更好的吸附NH_3能力与更高的比表面积,并且在Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂的表面存在的表面吸附氧是提高NH_3-SCR催化性能的原因之一。     

高纯超细α—Al2O3的研制与应用

文中阐述了高纯超细α-Al_2O_3的制取工艺及其主要技术参数,列举了α-Al_2O_3标样、α-Al_2O_3纤维和α-Al_2O_3器材的性能及用途。     

Al_2O_3电解质新型结构SOFC制备及性能研究

本文主要研究了以Al_2O_3为电解质的新型结构低温固体氧化物燃料电池。分别以三种不同结构的氧化铝(α-Al_2O_3、β-Al_2O_3和含有一定γ相的α-Al_2O_3)为电解质制备了结构为:泡沫镍-Ni_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)LiO_2(NCAL)/Al_2O_3/NCAL-泡沫镍的SOFC,并在H_2燃料中测试了电化学性能。研究发现三种电池开路电压和最大输出功率密度都有明显差异。α-Al_2O_3、β-Al_2O_3和含有一定γ相的α-Al_2O_3电解质电池在550℃下H_2/air气氛中的开路电压分别为:1.057V、0.415V和0.945V;三种电池的最大功率密度分别为173.44mW·m~(-2)、3.76mW·m~(-2)和99.11mW·m~(-2)。交流阻抗谱结果显示α-Al_2O_3的离子电导率最高,为0.17S·cm~(-1)。通过Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_2(GDC)/Al_2O_3双层电解质电池的离子过滤实验发现Al_2O_3电解质中的载流子包含氧离子。对不同结构Al_2O_3粉体材料及其在电池中电化学性能测试前后表面氧元素的结合能的XPS表征结果研究发现:不同结构的Al_2O_3的离子电导率大小跟其表面氧空位浓度有关,氧空位浓度越大,离子电导率越高。Al_2O_3的表面氧空位浓度在氢气通入后也会显著增加。界面氧离子传导应该是这种以氧化铝为电解质的新型结构SOFC的氧离子传导机理。     

CeO_2对Pt/TiO_2-Al_2O_3催化剂氧化及抗老化性能的影响

Pt/TiO_2-Al_2O_3对CO,HC以及NOx均有较好的催化氧化活性,但钛铝载体在高温下易发生相变,导致Pt团聚烧结而失活,CeO_2作为助剂可与贵金属发生电子间作用,提高其抗老化性能。通过分步负载的方法,采用浸渍法先对钛铝载体负载不同质量分数的CeO_2,烘干后再对其二次浸渍,负载0.7%(质量分数)的Pt,考查CeO_2负载量对催化剂催化氧化活性的影响,由此筛选出性能较好的催化剂,在1000℃条件下进行老化处理,对比老化前后其物理化学性质以及催化性能,最后对催化剂老化样进行了物相分析。结果表明负载1%(质量分数)的CeO_2不但可以提高催化剂对CO和C_3H_6的氧化活性,而且显著改善了催化剂的抗老化性能,老化样的NO_2最大生成量可达112×10~(-6),较未添加CeO_2的催化剂老化样增加了23×10~(-6),且其温度窗口更宽,说明CeO_2作为Pt/TiO_2-Al_2O_3催化剂助剂有很大的潜在应用价值。     

Sr掺杂对LaCoO3/γ-Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用过饱和溶液浸渍法,在不同焙烧温度下制备了LaCoO3/γ-Al2O3煤蚅a0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂并对其活性进行测试,利用XRD、BET等技术对样品进行了表征。焙烧温度<600℃,催化剂样品的比表面积相对较大,活性组分在载体Al2O3上分散度高,从而具有较高的活性,并且用Sr部分取代La制得La0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3催化剂中,Sr的加入有助于钙钛矿的形成,可以促进催化活性的提高;焙烧温度≥600℃,催化剂样品的比表面积呈下降趋势,在载体Al2O3上所负载的LaCoO3或La0.8Sr0.2CoO3由于烧结而长大,造成分散度下降,催化活性变差,掺入Sr未能提高催化剂对甲苯的催化氧化活性,甚至会抑制催化活性。     

矿用柴油机尾气净化的问题及其解决途径

本文论述了矿用柴油机尾气净化的几种主要方法所存在的问题,提出了目前其有效的解决途径是采用机内和机外联合净化法。催化净化是联合净化法的主体,辅助净化方法是采用添加剂和喷雾式水箱。采用以堇青石蜂窝陶瓷为载体的稀土催化剂可解决γ-Al_2O_3球状、六棱柱蜂窝状铂或稀土催化剂易破碎、磨损和使用寿命过短的问题,资源型催化剂的研究对柴油机尾气净化也十分有意义。     

Cr/Al_2O_3涂层制备工艺与发光性能研究

采用烧结破碎法可制备适用于热喷涂的Cr/Al_2O_3的粉末,分别采用大气等离子喷涂和火焰喷涂制备了Cr/Al_2O_3发光涂层,研究了粉体和不同喷涂方法制备的涂层组织形貌、相结构及发光性能。结果表明:所制备的Cr/Al_2O_3粉末呈现α-Al_2O_3的单相结构;火焰喷涂涂层呈现粉红色,表面粗糙度Ra 8.8μm和孔隙率21.5%,涂层以α-Al_2O_3相为主;等离子喷涂的涂层呈现灰白色,较低的表面粗糙度Ra 6.1μm和孔隙率8.3%,涂层以γ-Al_2O_3相为主;粉体和两种涂层均可呈现红宝石单晶R线发射,发射峰为693nm和694nm。     

温度和晶粒尺寸及分布影响下的氧化铝纤维烧结晶粒长大的相场模拟

采用相场法对溶胶凝胶法制备氧化铝纤维的高温烧结中α-Al_2O_3晶粒的生长进行仿真模拟,并结合实验,研究不同烧结温度和不同初始尺寸的α-Al_2O_3晶粒长大行为及动力学规律。相场模拟和实验结果均表明,在1 200～1 500℃烧结温度范围内,晶粒生长速率随烧结温度升高而明显增大,其中1 400～1 500℃温度区间内晶粒生长速率最快;初始晶粒尺寸越细小,晶粒生长速率越快。模拟结果显示,初始α-Al_2O_3晶粒尺寸不均匀性增加也会促进晶粒长大。     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂上3-戊酮的合成研究

采用γ-Al2O3为载体,金属氧化物为活性组分,以丙酸为原料,在固定床反应器上合成了3-戊酮。实验研究了γ-Al2O3上负载不同活性组分对反应收率的影响,确定了活性物质为MnO2时催化活性最高;研究了催化剂的负载量、浸渍时间、焙烧温度及实验反应温度对催化剂活性及反应产率的影响。结果表明,Mn的负载量为10%～13%,浸渍时间大于5 h,焙烧温度为450～600℃,焙烧时间为4～7 h制得的催化剂活性最优;较佳的反应温度范围为330～410℃。在此条件下,丙酸转化率大于95%,产物选择性大于90%。     

Ln2O3／X—13分子筛作酯化反应催化剂的研究

用浸渍-焙烧法制备的Ln2O3／X－13分子筛（Ln＝Nd、Sm、Tm、Lu、Eu、Dy），其稀土氧化物含量为0．83％～0．93％，该分子筛对芳香酸、脂肪酸与醇的酯化反应有明显的催化作用．芳香酸酯化反应转化率以合成邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为例，它比无催化剂的转化率提高10％左右，比X－13分子筛的催化转化率提高8％左右；脂肪酸酯化反应转化率以合成棕酸辛酯（IOP）为例，它比无催化剂的转化率提高7％左右，比X－13分子筛的催化转化率提高4％左右．而且，Ln2O3／X－13分子筛与Ln2O3／Al2O3型酯化反应催化剂相比，其稀上用量下降25％左右．酯化反应温度下降10℃左右．上述结果表明．Ln2O3／X－13分子筛是一种优良的酯化反应催化剂。     

ZrO_2-Al_2O_3(Y_2O_3)材料的相结构研究

本文通过X衍射技术和多晶法计算研究了ZrO_2-Al_2O_3和ZrO_2-Al_O_3-Y_2O_3陶瓷材料的相结构变化。结果表明,在ZrO_2-Al_2O_3体系中,在低Al_2O_3含量时,主要相是单斜相。随着Al_2O_3含量增大,单斜相比率系数X_m下降,四方相含量明显增大。在ZrO_2-Al_2O_3体系中添加Y_2O_3后,Y_2O_3可以促进形成四方相和稳定相系的作用,使三元系转变为四方结构。烧结温度对ZrO_2-Al_2O_3系相结构变化影响不明显,但对ZrO_2-Al_2O_3-Y_2O_3系影响较大,低Y_2O_3含量时,温度升高可促进相系的转移;而高Y2O_3含量时,已完全转变为四方结构。所以,烧结温度对相结构变化无影响。     

固体酸催化混合胺的CO_2解吸性能分析

碳捕获与封存技术(CCS)是针对能源危机的一种综合性解决方案,胺基溶液CO_2吸收与解吸是其关键技术步骤。试验以胺基溶液乙醇胺(MEA)为主体吸收剂,分别选取N-甲基二乙醇胺(MDEA)和4-(二乙胺)-2-丁醇(DEAB)为添加剂,然后分别选取γ-Al_2O_3和沸石分子筛(HZSM-5)为催化剂,探究不同配比条件对MEA的CO_2解吸性能的影响。试验结果表明,添加DEAB比添加MDEA所消耗的热负荷更少,最高可减少61.8%,最低可达0.15～0.20 MW·h·t~(-1)CO_2。相对于γ-Al_2O_3,HZSM-5能更显著地提高反应速率,反应速率最高可达17.2×10~(-3) mol·L~(-1)·h~(-1)。5 M(mol/L) MEA/1.25 M DEAB+HZSM-5的组合效果最佳,是胺基溶液CO_2解吸的优选方案。     

氧化铝焙烧及洗涤工艺探究

氢氧化铝焙烧是氧化铝生产工艺中的最后一道工序,本文以某氧化铝厂焙烧车间为研究对象,焙烧目的是在高温下把Al(OH)_3的附着水和结晶水除掉,从而生产出一种α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3混合物,物理化学性质符合要求的氧化铝。氧化铝中含有KCl、NaCl、CaCl_2·2H_2O杂质,这些杂质属水溶性,可以通过水洗脱除、离心过滤机过滤浓缩、干燥机烘干进行去除,对氧化铝的纯度和品质有很大的提升,以便为电解铝工业提供高纯氧化铝原料。     

高热阻催化剂载体的研究

日立公司的日立研究实验室完全相信,他们自己能生产一种可经受高温的实用催化剂载体 La-β-Al_2O_3。这种产品具有较高的热阻,并与九州大学研究的类似载体相似。后者能有效地抑制碳沉淀,产生电导效应,从而改善了工厂热效率。该公司用铂催化剂吸附于该载体,并使碳氢化合物和蒸汽通过载体,反应生成氢气。此实验已达到了稳定工作600h 的指标。还研究了如何制备载体;如何选择活性材料,以适合于反应工艺;以及如何将活性材料和催化剂混合等方面,并计划在1～2年内应用这些研究成果。