元素(Ce、Co、La、Sn)掺杂对V-Mo/TiO2催化剂脱硝活性的影响

采用浸渍法制备了一系列V-Mo/TiO2催化剂,考察了钒含量、钼含量及元素(Ce、Co、La、Sn)掺杂对催化剂脱硝活性的影响,并利用XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD及XPS等方法对催化剂的理化性能及结构进行了表征.结果显示,钒最佳含量为3％,钼最佳含量为6％.将Ce、La、Co、Sn掺杂到3％V2 O5-6％MoO3/TiO2中,催化剂的脱硝效率明显提高,其中,3％V2 O5-6％MoO3-1％SnO2/TiO2催化剂表现出最佳的脱硝活性,在180℃具有良好的脱硝稳定性,在引入10％(体积分数)H2 O和0.03％(体积分数)SO2后,表现出良好的抗SO2/H2 O的性能.这主要是由于引入的金属元素以氧化物或钒酸盐形式存在,并与活性组分钒物种有很强的相互作用,抑制了TiO2晶粒的长大,起到了细化TiO2粒径的作用,增加了催化剂表面的弱酸性位点,同时,表面活性氧及还原态的V4+、Mo4+物种数量有了大幅提升,增大了催化剂的还原程度,有利于催化还原反应的进行.     

Fe-Mn/TiO2低温NH3-SCR脱硝催化剂的SO2中毒机理

Fe-Mn/TiO₂低温脱硝催化剂具有较高的低温活性和热稳定性,但抗SO₂能力差,不能满足工业应用要求。目前对于SO₂中毒位点以及中毒机理仍不明确。通过浸渍法制备了Fe-Mn/Ti、Fe/Ti、Mn/Ti,并在SO₂或NH₃-SCR气氛下对催化剂进行预硫化,通过TPD、H2-TPR、XRD、FTIR、XPS等表征手段对预硫化前后的样品进行表征,发现Ti、Fe/Ti、Mn/Ti和Fe-Mn/Ti催化剂预硫化后,Ti均发生硫酸化。在NH₃-SCR气氛比在SO₂气氛下催化剂中毒更严重,Fe加入后与Mn形成复合氧化物,改变Mn的存在状态,抑制Mn的硫酸化,但并没能阻止Ti的硫酸化。因此催化剂的抗毒性不仅要防止活性组分中毒,也需要防止载体中毒。     

Fe、Ce改性锰钛催化剂的制备及其低温脱硝性能研究

为解决目前高温脱硝催化剂温区窄、易失活和中毒的问题,制备了Fe,Ce改性的MnO_x-TiO_2低温脱硝催化剂。0.08Fe0.05Ce/MnO_x-TiO_2催化剂脱硝效率达到90%以上的温区最宽,达到了99～374℃。XRD、BET测试表明催化剂的活性组分在TiO_2载体上的分散性提高,催化剂的比表面积增加。XPS分析结果表明催化剂表面化学吸附氧增加,Mn以MnO_2和Mn_2O_3的形式存在,Ce和Fe的加入促进了MnO_2和Mn_2O_3之间的转化,有利于脱硝反应的进行。H_2-TPR、NH_3-TPD分析结果表明催化剂表面的弱酸和中强酸含量提高,低温氧化还原能力提高。     

Cum-Fen/Ti1-xSnxO2复合催化剂的脱硝性能及抗硫活性

采用共沉淀法制备Ti1-x Snx O2复合氧化物,浸渍负载质量分数10％的CuOx和FeOy活性组分,制备一系列Cum-Fen/Ti1-x Snx O2催化剂.探究不同Ti/Sn和Cu/Fe(物质的量比)对Cum-Fen/Ti1-x Snx O2催化剂的NH3-SCR反应活性的影响.研究结果表明,Ti0.67 Sn0.33 O2载体可促进活性组分CuOx和FeOy的相互作用.当Cu/Fe为3:1时,在300℃ 下NOx的转化率达到91.3％;向反应体系通入286 mg/m3 SO2反应3 h后,NOx的转化率仅下降2.6％.X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H2-TPR)、程序升温脱附(NH3-TPD和NOx-TPD)的表征表明,CuOx和FeOy之间存在相互作用,与单一的Cu/Ti0.67 Sn0.33 O2和Fe/Ti0.67 Sn0.33 O2对比,复合催化剂表面吸附氧浓度相对增加15％ ～33％,总酸量增大56％,从而提高了催化剂脱硝活性.     

Nb-Re-W/Ti无毒催化剂的脱硝性能研究

为满足大气污染治理的严格要求,改进商用V_2O_5-WO_3/TiO_2脱硝催化剂有毒的弊端,提高催化剂的脱硝效率,本文采用挤出成型法制备蜂窝状Nb-Re-W/Ti(Re=Pr,Nd)无毒催化剂,在模拟烟气脱硝试验装置上进行脱硝活性测试,利用XPS和H2-TPR等表征手段对催化剂进行分析,就Nb和稀土元素的负载量对催化剂脱硝性能的影响进行探讨.研究结果表明:Nb-W/Ti催化剂中Nb最佳负载量为2.8%,最佳反应温度为350℃,NOx转化率最高可以达到95%;当Nb负载量为1.1%时,分别加入1.5%Pr和2.0%Nd后,催化剂的脱硝效率均能达到98%以上.     

四元SCR催化剂V2O5-WO3-MoO3/TiO2脱硝性能

以锐钛型TiO2为载体,V2O5为主要活性成分,同时负载WO3和MoO3作为活性助剂,制备了四元催化剂V2O5-WO3-MoO3/TiO2,并对该催化剂的脱硝活性、催化选择性及微观表征进行了研究。结果表明,该四元催化剂脱硝性能优于相同负载量下单一负载W或Mo的三元催化剂,W可以提高催化剂高温(>400℃)活性,同时抑制Mo在高温区间导致的副反应发生,Mo可以提高低温(<300℃)活性,弥补W在低温区间的活性不足。该四元催化剂最大活性99%,温度窗口(脱硝活性>80%)为280～420℃,在180～380℃范围内SO2氧化率为零,在0～1000℃范围内存在3个失重峰,100～130℃结晶水蒸发,230～270℃有机添加剂分解,500～530℃无机盐分解,微观镜像表明该催化剂颗粒均匀致密,粒径大小一致,没有出现团聚现象,具有完整的微孔结构。     

Cu/ n2TiO 2/ PBO复合纤维的制备

以 PBO纤维为基体 , 采用浸渍涂覆法在 PBO纤维表面包覆纳米 TiO 2膜 , 采用化学镀法将 Cu沉积到纳米 TiO 2膜表面 , 制备了 Cu/ n2 TiO 2/ PBO复合纤维 , 研究了影响纳米 TiO 2沉积速率和 Cu 沉积速率的主要因素。结果表明 , 纳米 TiO 2与偶联剂的浓度配比是影响纳米 TiO 2包膜形成的主要因素 , 当纳米 TiO 2与偶联剂浓度配比为 1∶1. 2时 , 制备的 n2TiO 2/ PBO复合纤维界面结合力较好 , 且纳米 TiO 2包覆层比较均匀。影响化学镀铜- 1 的主要因素有镀液成分、 反应时间和反应温度。在镀液成分的浓度配比为 CuSO 4·5H 2O 12 g ·L 、KNaC 4H 4 - 1 - 1 - 1O 68 g·L 、HCHO 6 mL ·L 和 NaOH 10 g·L , 反应温度 50℃, 镀铜时间 20 min的条件下 , 制备了负载均匀 , 界面结合力较好的 Cu/ n2 TiO 2/ PBO复合纤维。     

氮掺杂SrTiO3/TiO2纳米棒异质结的制备及光催化活性

通过水热反应和直接浸渍法在FTO导电玻璃上制备得到了高度有序的氮掺杂SrTiO3/TiO2纳米棒异质结阵列(N-STO/TNR),利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其表面形貌,晶体结构和元素价态进行了分析。同时,采用荧光光谱(FL)、紫外可见漫反射光谱(UV-DRS),电化学阻抗谱(EIS)和莫特肖特基(MS)对异质结的光电性能进行了测试。最后以甲基橙为模拟污染物,考察了异质结材料在可见光下的光催化活性。结果表明,SrTiO3/TiO2异质结构能有效的分离光生载流子,同时N元素的掺杂将异质结的光谱响应范围扩展到可见光区,得益于半导体复合和能级修饰策略的协同增强效应,N-STO/TNR展现出优异的光电性能,N-STO/TNR的光催化效率是未改性的TNR样品的5.7倍。     

TiO2/Pr2O3纳米粉体的制备、表征及光活性

利用酸催化的sol-gel法制备了纯TiO2和Pr3 (1.25%)掺杂TiO2纳米粉体,采用XRD、BET、XPS、DRS和SPS等技术对其进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,评价了其光活性,探讨了Pr3 掺杂对TiO2纳米粉体的光活性的影响机制.研究表明:与纯TiO2相比,TiO2/Pr2O3纳米粒子的光活性显著提高;掺杂Pr3 可以强烈抑制TiO2由锐钛矿向金红石的相变,阻碍晶粒生长,提高高温组织稳定性,改善粉体的表面织构特性,增加粉体的表面羟基和吸附氧含量;Pr3 掺杂能促进光生e-/h 的分离,提高光生e-/h 的氧化还原能力,改善样品表面的吸光性能.由于产生了量子尺寸效应,复合粉体的紫外吸收带边蓝移.     

纳米TiO2/SiO2复合催化剂的制备与表征

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯作为前驱体,冰醋酸作为水解抑制剂,用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合物.讨论了加水量、稳定剂、催化剂、乙醇用量、反应温度等工艺因素对制备过程的影响.用X射线衍射、红外光谱、比表面积仪等测试手段对纳米TiO2/SiO2复合粒子进行了表征.结果表明,用溶胶-凝胶法制备TiO2/SO2复合光催化粒子,整个反应采用滴加方式;各反应组分用量为n(TEOS+TBOT) :n(EtOH) :n(HCl) :n(H2O)=1 :16 :0.06 :4,n(TBOT) :n(HAc)=1 :0.6;反应温度为室温.制备得到的纳米TiO2/SiO2复合粒子主要以锐钛矿型存在;SiO进入TiO2晶体结构中,两者以化学键相结合;TiO2/SiO2复合粒子的比表面积要比纯TiO2粒子的比表面积大得多,当xTi :xsi=3时,TiO2/SiO2复合粒子比表面积达389.11 m2/g.     

非金属掺杂TiO2催化剂的制备及可见光诱导活性

通过金属及非金属离子掺杂改性、离子注入以及染料光敏化等方法可以将只能紫外光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行,近年来国内外在非金属掺杂TiO2可见光催化剂研究取得了积极进展。本文主要对N掺杂和C掺杂TiO2的制备方法进行了介绍,同时对其掺杂的非金属存在形态及掺杂机理作了理论分析。     

复合氧化物TiO2 /Bi2O3对甲苯的光催化作用

采用NaOH沉淀法制备了TiO2/Bi2O3纳米粒子,用TG-DTA、UV-vis、XRD、XPS等对其结构、性质进行表征,并以甲苯为气相有机污染物对TiO2/Bi2O3光化学催化剂的气-固复相反应活性进行了研究.发现TiO2的加入可以阻碍Bi2O3晶粒的生长,从而导致粒径的减小.光生电子产生于Bi2O3并迁移到TiO2表面,使所需的激发光频率变低,从而使半导体的吸光波长向可见光区域扩展,表明复合TiO2能够提高Bi2O3的光催化活性,并且活性的提高程度与n(Ti):n(Bi)有关,其最佳配比为0.03:1;光催化活性随焙烧温度升高而增大,750℃焙烧的样品光催化活性最好.     

TiO2/γ-Al2O3复相脱硝催化剂载体的制备研究

以二氧化钛、氧化铝和高岭土为主要原料,加入适量的添加剂,通过柱塞式挤压成型设备制得大型蜂窝陶瓷。实验结果表明,2号样品即TiO2和Al2O3的质量分数比为0.27时综合性能最佳,浸渍催化剂后催化活性最高到98.08%。另外,实验还确定了多种干燥方式结合的干燥制度以及最佳烧成制度,样品经850℃煅烧后,BJH脱附平均孔径为51.3nm,BET比表面积为53m2/g,BJH脱附累积孔容为0.14cm3/g,该吸脱附等温线属于Ⅳ型等温线,是介孔物质的吸附类型。     

堇青石改性V2O5-WO3/TiO2催化剂性能影响研究

采用固液混合方法,利用改性堇青石制备蜂窝式V2O5-WO3/Cordierite-TiO2脱硝催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、热分析(DSC-TG)、X射线衍射分析仪(XRD)、模拟烟气分析装置和磨损装置,考察其表面形貌、热稳定性、晶相变化、耐磨损性能和催化剂活性。结果表明,改性堇青石的引入,制备的催化剂具有表面微气孔多和热稳定性好的特点,700℃煅烧后,V2O5和WO3的仍呈现无定形态或微晶状态;引入10%的堇青石制备的催化剂磨损率低,尤其在250～460℃反应时,脱硝率可以保持在80%以上。     

活性组分掺杂对低温锰基催化剂脱硝性能的影响

利用Ce和锰盐复配对单组分锰盐活性组分进行掺杂改性,并采用分步共混法制备一系列催化剂。催化剂活性测试显示锰盐复配及Ce的掺杂均能提高锰基催化剂低温活性,且锰盐复配形式的掺杂对催化剂低温活性提高更多。通过对比各催化剂强度状况发现活性组分的掺杂使催化剂的机械强度得到很大提高,而BET结果显示掺杂改性后的锰基催化剂其表面织构得到较大改善。催化剂的XRD结果表明500℃焙烧的锰基催化剂活性组分均以无定形态存在。通过对改性后的催化剂进行NH3-TPD和H2-TPR分析,发现相比于Ce对单组分锰盐的掺杂改性,锰盐复配形式的掺杂改性对催化剂表面酸量和氧化还原性能的提高更加显著。     

化学气相沉积制备V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂及表征

以蜂窝堇青石为基体,采用化学气相沉积技术结合浸渍工艺制备出V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂,通过SEM、BET、XRD和EDS完成载体以及催化剂微观结构和成分表征,并利用活性评价装置测试了催化剂NO脱出率。试验结果表明,化学气相沉积技术制备的载体表面为锐钛矿型TiO2,其颗粒聚集成团块状,BET为62.73m2/g,平均孔径为9.8nm。制备的V2O5-WO3/TiO2催化剂孔结构规律与TiO2载体相似,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100nm;在350℃、4000h-1、n(NH3)/n(NO)=1时,催化剂NO脱出率ηNO达到96.7%。     

四方相氧化锆基MnO_x-CeO_2负载型催化剂在低温NH_3-SCR中的应用

以纳米t-Zr O2为载体,用浸渍法制备出Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2催化剂,考察了活性组分负载量、反应温度对催化剂NH3-SCR脱硝活性的影响,脱硝活性测试结果显示,在低温脱硝温度范围,催化剂脱硝效率随反应温度和活性组分负载量的增加而增加。反应温度为100℃时,2.5%Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2脱硝效率为68.1%,15%Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2脱硝效率达97.4%。XRD、BET、TPR等表征测试结果表明,催化剂表面具有良好的氧化还原能力,表面织构对NH3-SCR脱硝反应有利;NH3-TPD测试显示,Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2催化剂表面NH3主要吸附在Lewis酸性位成配位态NH3,与气态NO反应生产中间产物NH2NO,最后分解为N2和H2O。     

C（0．）（Li1/2Sm1/2）0．7TiO3微波介质陶瓷的低温烧结研究

采用传统陶瓷制备工艺,制备了掺杂Na2O-CaO-B2O3（NCB）氧化物的C（0．）（Li1/2Sm1/2）0．7TiO3（CLST）陶瓷,研究了NCB掺杂量与晶相组成、显微结构、烧结性能及微波介电性能的关系.研究结果表明：复合氧化物NCB掺杂量在1wt%～15wt%范围内没有杂相生成,晶相仍呈斜方钙钛矿结构.随着NCB添加量的增加,陶瓷致密化温度和饱和体积密度降低,介电常数ε~r、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值也呈下降趋势,频率温度系数Tf向正方向增大.NCB氧化物掺杂能有效地将CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降低至900℃.添加12.5wt%NCB的CLST陶瓷在低温900℃烧结5h仍具有良好的微波介电性能：εr=73.7,Qf=1583GHz,Tf=140.1&#215;10^-6/℃,满足高介多层微波器件的设计要求.     

纳米TiO2/微米Cu复合粒子的制备及可见光活性

利用钛酸丁酯为原料,通过室温强迫水解的方法制备了具有可见光活性的纳米TiO2/微米Cu复合粒子.XPS分析表明复合粒子的表面存在Cu2 、Ti4 、Sn2 元素.场发射扫描电镜观察表明,4nm左右的TiO2颗粒覆盖在铜粉表面形成纳米/微米复合结构,利用空载实验获得表面包覆的TiO2颗粒样品,XRD结果显示TiO2颗粒呈现锐钛矿型,粒径约3.5nm.TG-DTA结果表明复合粒子与原始铜粉具有不同的高温氧化过程,表明TiO2与铜粉之间存在较强的相互作用,而不仅是简单的物理吸附.以甲基橙为模型化合物的降解实验显示出纳米TiO2/微米Cu复合粒子的可见光活性和可重复使用性,8h时照射后甲基橙的降解率达到97%,重复3次实验的降解率保持不变.     

Pt/MoO3/ZrO2催化剂的制备及三效催化性能的研究

采用浸渍法制备了MoOz/ZrO2,用低温氮吸附-脱附法和NH3-程序升温脱附法(TPD)分别对其比表面积和酸碱性进行了表征.结果表明,MoO3/ZrO2具有106.8m2/g的比表面积和超强酸的性能.用等体积浸渍法制备了Pt/MoO3/ZrO2催化剂,在汽车尾气模拟气中考察了其对C3H8、CO和NO的催化活性.与传统三效催化剂Pt/La2O3/Al2O3相比较,Pt/MoO3/ZrO2具有更好的低温起燃性能和更宽的空燃比窗口,并显著地改善了C3H8在富氧状态下的转化效率.通过XRD、H2-TPR对催化剂进行了表征,结果表明,Pt在催化剂载体上具有高度的分散性和优异的氧化还原性能.