硅铝比对Cu/SSZ-13分子筛低温催化性能的影响

采用水热法和液态离子交换法制备了一系列硅铝比(摩尔比)不同的Cu/SSZ-13分子筛[n(Si)/n(Al)=47,30,20,15],探究了硅铝比对NH_3选择性催化还原(NH_3-SCR)的影响,并通过XRD,ICP,N_2吸脱附,SEM,H_2-TPR,NH_3-TPD等表征分析对样品的物化性质进行了系统研究。活性测试结果表明,不同硅铝比分子筛的NH_3-SCR性能具有显著差异,特别是低温范围,其中催化剂起燃温度T_(50)(转化效率≥50%时的温度)顺序为n(Si)/n(Al)=20 n(Si)/n(Al)=15 n(Si)/n(Al)=30 n(Si)/n(Al)=47。从表征结果可知,硅铝比会影响分子筛催化剂的表面形貌、晶体结构,进而影响样品中Cu物种的分布和数量及酸性。4种分子筛催化剂中n(Si)/n(Al)-20具有最多的孤立Cu~(2+)以及弱L酸位数量,有利于低温NH_3-SCR反应的进行。     

Cu/SSZ-13催化剂脱硝活性中心与催化性能构效关系的研究

NH₃选择性催化还原NO_x（NH₃-SCR）是目前最有应用前景的柴油车尾气净化技术,该技术的核心是开发具备优异催化性能的催化剂。以具有菱沸石（chabazite,CHA）结构的小孔分子筛SSZ-13为载体制备的Cu/SSZ-13催化剂,因具有优异的催化性能和水热稳定性能而受到广泛关注。制备了系列Cu_x/SSZ-13催化剂,并通过CO原位漫反射红外光谱（DRIFT）和H₂-TPR等方法能够确定具有高催化活性的铜离子在SSZ-13分子筛上的落位和存在状态。CO红外吸附实验发现,采用Cu(NO₃)₂水溶液离子交换法制备的Cu/SSZ-13催化剂上存在多种落位的Cu⁺活性中心。在较低的Cu⁺交换度条件下,Cu⁺优先落位于SSZ-13分子筛的八元环位置,随着交换度的提高,Cu⁺开始落位于SSZ-13分子筛双六元环的位置。H₂-TPR结果表明Cu_x/SSZ-13催化剂上也存在大量落位在八元环位置不稳定的Cu²⁺,这些Cu²⁺很容易被还原为Cu⁺。Cu_x/SSZ-13催化剂经800℃水蒸气连续老化16 h,分子筛骨架崩塌程度随着Cu含量的增加而提高,骨架铝的脱除,导致Cu物种发生团聚,而第二金属Ce元素的引入能够在一定程度上提高Cu/SSZ-13的水热稳定性。催化剂构效关系研究表明,具有一定量稳定存在的Cu⁺,并且拥有大量不稳定存在Cu²⁺的催化剂具有较宽温度范围的脱硝性能。     

SSZ-13分子筛的水热合成及应用研究

以硅溶胶、氢氧化铝为原料,N,N,N-三甲基-1-金钢烷基氢氧化铵为模板剂,采用水热法合成出较高结晶度的SSZ-13分子筛。采用低廉的铜胺配合物为辅助模板剂合成出较高结晶度的Cu-SSZ-13分子筛。采用离子交换法和浸渍法对SSZ-13分子筛制备出Cu/SSZ-13催化剂。相比Cu/ZSM-5催化剂,Cu/SSZ-13催化剂具有更优异的脱硝活性和更宽的活性窗口。用SSZ-13和Cu-SSZ-13分子筛制备的催化剂样品(29)90%NO_x转化率的高活性温度窗口分别为220~480℃、280~460℃。     

FN-3Y型NH3-SCR脱硝催化剂开发及工业应用

以高比表面TiO₂为载体、V₂O₅为活性组分,通过掺杂分子筛和CeO₂调变酸性和氧化还原性能,采用直接挤出成型方法制备了FN-3Y型脱硝催化剂。通过BET、XRD、NH₃-TPD和H₂-TPR分析了催化剂的物理化学性质,通过NH₃-SCR小型实验装置考察了催化剂的脱硝性能。实验结果表明：通过负载分子筛和CeO₂掺杂,提高了催化剂的表面酸性和氧化还原性能,提高了催化剂的脱硝活性。工业应用表明：采用FN-3Y脱硝催化剂,乙烯裂解炉烟气脱硝反应器出口NO_x低于25 mg·m^-3,优于超低排放要求。     

低温NH3-SCR催化剂脱硝工业侧线实验

采用浸渍法制备了低温NH₃-SCR催化剂,并在某硝酸车间进行了超过1 000 h的低温SCR脱硝工业侧线实验,结果表明,在压力0.2 MPa、烟气入口温度230 ℃和空速 5 000 h^-1条件下,脱硝率大于95%,出口NOx浓度低于100×10^-6,催化剂具有良好的活性稳定性。采用BET、SEM和XRD等对催化剂进行表征,结果表明,催化剂实验前后物性和晶相结构没有显著差别。     

SSZ-13分子筛合成、性能优化及成本调控研究进展

SSZ-13分子筛因其有序孔道结构、大比表面积、高催化活性、良好水热稳定性等,近年来被广泛应用于催化合成、环境保护、新能源等多个领域。首先,介绍了水热合成法、固相研磨法、干胶转换法等SSZ-13分子筛合成方法,并指出了各自优缺点;其次,针对目前SSZ-13分子筛普遍存在积炭能力弱、催化活性不高的问题,介绍了孔道结构和晶粒尺寸等优化调控方法;再者,从模板剂的使用、合成条件、晶种等方面,阐述了降低SSZ-13分子筛合成成本和提高合成效率的调控方法。在此基础上,提出了开发绿色、环保、低成本、高效率的新型SSZ-13分子筛合成方法,而面向不同领域的多功能新型SSZ-13分子筛是当前迫切需要解决的问题。     

低温NH3-SCR锰基催化剂的研究进展

低温NH₃-SCR消除NO_x是一种很有潜力的电厂烟气脱硝技术。该技术的核心为低温NH₃-SCR催化荆,当今研究开发低于200℃的低温NH₃-SCR催化剂仍是一大挑战,其中锰基催化剂由于良好的低温脱硝活性成为研究重点,本文就近年来国内外低温NH₃-SCR锰基催化剂的研究进展进行了综述。     

低温NH3-SCR脱硝催化剂抗水抗硫策略及研究进展

综述了国内外在选择合适的载体和制备方法、元素掺杂改性以及调节催化剂结构和形貌等改善低温脱硝催化剂抗水、抗硫性方面的研究成果,探讨了几种典型低温SCR催化剂提高耐水、耐硫性的方法,为今后优化和开发具有耐水和耐硫性能的低温NH₃-SCR催化剂提供参考。     

混合模板法低成本合成SSZ-13分子筛的研究

以硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠和去离子水为原料,以N,N,N-三甲基金刚烷氢氧化铵和三乙胺为模板剂,采用传统的水热法快速合成了SSZ-13分子筛。采用X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征产物。综合考察了碱度、水量、模板剂和晶种等因素对合成SSZ-13分子筛的影响,确定了最佳合成条件。在有晶种或无晶种条件下,通过引入辅助模板剂三乙胺,晶化2 d即可得到SSZ-13分子筛。该方法缩短了生产周期,降低了生产成本,具有广泛的工业应用前景。     

不同元素掺杂锰基催化剂的NH3-SCR反应性能研究

为了研究催化剂的酸碱性和氧化还原能力对纯锰氧化物催化剂的NH₃-SCR(选择性催化还原)反应性能影响,选取碱土金属Sr、过渡金属Ce、Fe和非金属Si对纯锰氧化物催化剂进行改性,所有催化剂均采用共沉淀法制取。通过XRD、N₂-BET、NH₃-TPD、XPS和H₂-TPR表征手段对催化剂进行分析。XRD结果表明,实验采用的制备方法制备的锰基催化剂主要物相为Mn₂O₃和Mn₅O₈;N₂-BET结果显示,Ce、Fe、Si₃种元素能有效增加纯锰氧化物的比表面积;NH₃-TPD和XPS结果证明,Ce、Fe、Si的引入使得纯锰氧化物的表面吸附氧(OⅡ)、Mn⁴⁺含量提高,Ce和Si的掺杂增加了催化剂的总酸量,Fe则有效调控了酸性位的分布;H₂-TPR结果表明,除Ce外其余元素均使纯锰氧化物催化剂的氧化还原能力有所减弱...     

Cu/CHA NH3-SCR催化剂硫中毒及再生研究进展

柴油车NO_x排放成为我国空气治理的核心之一。铜基菱沸石型小孔分子筛催化剂（Cu/CHA）因其低温高活性、高N₂选择性、宽温度窗口和优异的水热稳定性已成为新一代柴油车脱硝催化剂首选。然而Cu/CHA催化剂在使用过程中易受硫氧化物影响,使其低温NO_x性能大幅下降限制其高效利用。针对以上问题,在综述了Cu/CHA催化剂NH₃-SCR反应活性中心及微观反应机理研究现状的基础上,总结了Cu/CHA催化剂NH₃-SCR反应的硫中毒进展,重点阐述了硫氧化物影响下,Cu/CHA催化剂活性中心、骨架及活性变化间的内在规律;同时归纳了Cu/CHA硫中毒后相关再生方法及其研究进展,能够为Cu/CHA催化剂进一步高效利用提供可靠依据及研究方向。     

Cu-SAPO-CHA分子筛的合成及性能测试

氮氧化物是大气中的主要空气污染物之一,氮氧化物排放已被纳入国家标准.因此,柴油车尾气的处理技术越来越受到关注.CHA分子筛一直被认为是氨选择性催化还原反应的高效催化剂.Cu-CHA分子筛由于其优秀的水热稳定性和高的NO转化率,一直受到关注.以白炭黑、吗啡啉、氯化铜、薄水铝石和磷酸二氢铵为原料,利用固相合成方法原位合成C...     

双金属交换的Cu-Mn/SSZ-39催化剂的NH3-SCR脱硝性能

摘要：以SSZ-39为载体,采用离子交换法制备不同铜锰物质的量比的Cu-Mn/SSZ-39分子筛催化剂,并考察其在以NH3为还原剂的选择性催化还原NO反应（NH3-SCR）中的脱硝活性。通过XRD、SEM、N2吸脱附、NH3-TPD、H2-TPR、XPS、ICP等对催化剂的结构、形貌、表面酸性等进行表征。结果表明,Cu2 提供主要的反应活性位,使催化剂具有良好脱硝活性和N2选择性;Mn2 /3 交换提 高了催化剂的表面酸性,特别是增加了弱Lewis酸的含量;Cu2 、Mn2 /3 双金属交换的Cu-Mn/SSZ-39催化剂具有良好的低温脱硝活性和水热稳定性。当Cu与Mn的物质的量比为1:0.6时,Cu-Mn(0.6)/SSZ-39具有最低的起燃温度（T50为125 ℃）,在184~433 ℃的宽温度范围内转化率达到90%以上,并在450 ℃内保持90%以上的N2选择性。水热老化后的Cu-Mn/SSZ-39-A基本保持了原有的晶型、形貌和脱硝活性,体现了良好的水热稳定性。     

SSZ-13沸石膜分离CO2的研究进展

综述了SSZ-13沸石膜的制备及其用于分离CO₂的研究进展。讨论了合成方法、合成条件和表面改性对SSZ-13沸石膜的影响。探讨了SSZ-13沸石膜的分离稳定性及在不同条件下的分离性能。SSZ-13沸石膜作为一种无机膜,具有疏水性、高比表面积、独特的孔径、良好的物化稳定性等优点,在分离CO₂方面具有广阔的应用前景。指出了非沸石孔隙是目前制约SSZ-13膜分离性能的重要因素,厚度薄、无缺陷、分离性能稳定是SSZ-13膜的发展方向,为今后开发高性能的SSZ-13膜提供参考。     

双金属交换的Cu-Mn/SSZ-39催化剂的NH3-SCR脱硝性能

以SSZ-39为载体,采用离子交换法制备不同铜锰物质的量比的Cu-Mn/SSZ-39分子筛催化剂,并考察其在以NH3为还原剂的选择性催化还原NO反应(NH3-SCR)中的脱硝活性.通过XRD、SEM、N2吸脱附、NH3-TPD、H2-TPR、XPS、ICP等对催化剂的结构、形貌、表面酸性等进行表征.结果表明,Cu2+提...     

原位合成Cu-SSZ-13催化剂:硅铝比对NH_3-SCR催化性能的影响

通过一步法原位合成Cu-SSZ-13催化剂,评价不同硅铝比对其NH_3-SCR催化性能的影响,通过H_2-TPR、XRD和Rietveld精修表征催化剂。结果表明,不同硅铝比影响SSZ-13分子筛中活性Cu物种含量和分布。硅铝物质的量比为10时得到的Cu-SSZ-13催化剂具有优异的NH_3-SCR反应活性和稳定性,活性温度窗口最宽。     

Co-Mn二维纳米片催化剂低温NH3-SCR脱硝研究

利用水热法合成了Co-Mn-LDH催化剂,并对其进行煅烧改性制备出Co-Mn-LDO催化剂,应用于低温NH₃-SCR脱硝。结果表明,Co-Mn-LDH催化剂整体脱硝性能一般,最佳脱硝效率仅为45%,经过改性后Co-Mn-LDO催化剂的最佳脱硝性能显著提升,在250℃时脱硝效率达90%。表征结果表明,Co-Mn-LDO催化剂拥有更大的比表面积,更多的Co³⁺、Mn⁴⁺物种和表面吸附氧,因此具有更加优异的脱硝性能。     

LaMnO3/生物炭催化剂低温NH3-SCR催化脱硝性能研究

以La-Mn钙钛矿氧化物为活性组分,生物炭为载体,利用浸渍法制备负载型脱硝催化剂LMO/BCNA。利用固定床反应装置考察了催化剂的催化活性以及耐硫耐水性能,100～250℃范围内,NO转化率>80%,N₂选择性>90%,225℃时NO转化率最高,为95.8%,对应的N₂选择性为95.4%。与氧化物相比,负载型催化剂的催化活性大幅提升,同时也扩宽了工作温度区间;生物炭载体的引入,减弱了催化剂对H₂O、SO₂的吸附,增强了耐硫耐水性能。应用稳态动力学方法构建催化反应动力学模型,在实验条件范围且O₂含量为5%时,催化NH₃-SCR反应过程中NO、O₂、NH₃的反应级数分别为0.66、0、0,并得到LMO/BCNA催化的反应活化能为25.52 k J/mol,低于商用钒钨钛催化剂的化学反应活化能(40～94 k J/mol)。     

Cu/SSZ-13晶种辅助合成SAPO-34分子筛及其NH_3-SCR性能研究

以工业级硅溶胶、铝溶胶为原料,高水热稳定性Cu/SSZ-13为晶种,三乙胺为模板剂,快速制备SAPO-34分子筛,比表面积达到526 m~2/g,统计粒径尺寸范围为2.5～5.5μm。采用浸渍法制备系列Cu/SAPO-34催化剂,其氮氧化物转化活性温度窗口(转化率超过90%)随着铜含量增加逐渐向低温偏移,副产物N_2O生成量增加。当铜含量为3%时,催化剂性能最佳,NO_x起燃温度(T_(50))为145℃,操作温度窗口(T_(90))范围为160～550℃。700℃-10%H_2O-24 h水热老化处理后,温度窗口范围仍保持在175～430℃,优于商业对照样品,具有实际应用潜力。     

NH3-NaSCN吸收-压缩式热泵热力学性能研究

吸收-压缩式热泵在工业余热回收利用中有着非常广泛的应用前景。文章基于热力学第一和第二定律对以NH3-NaSCN为工质的吸收-压缩式热泵进行了热力计算和理论分析,得到了NH3-NaSCN吸收-压缩式热泵的热力学性能随供热温度、热源温度及压缩比的变化规律。本文的工作为优化设计NH3-NaSCN吸收-压缩式热泵提供了理论依据。