ZSM-5分子筛催化剂上氨选择性催化还原NO_x的研究进展

氨选择性催化还原(NH_3-SCR)是控制NO_x排放的有效手段,对Fe-ZSM-5、Cu-ZSM-5、Mn-ZSM-5及多金属负载的ZSM-5分子筛催化剂在NH_3-SCR脱除NO_x中的性能及影响因素进行总结,并展望ZSM-5分子筛在NO_x脱除中的发展方向。     

选择性催化还原脱硝催化剂研究进展

催化剂是选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝技术的核心,催化剂的低温活性、选择性和稳定性直接影响到NOx的脱除效果.SCR脱硝催化剂性能主要取决于催化剂活性组分和催化剂载体.简述了以氨、尿素和碳氢化合物等不同物质作为SCR还原剂的化学反应原理;介绍了以贵金属(Pt,Pd,Rh,Au等)和金属氧化物(V2O5,WO3,FeaO3,CuO,CrOx,MnO2.MoO3和NiO等)为催化剂活性组分.以分子筛、柱撑黏土、碳基材料和TiO2等为催化剂载体的SCR脱硝催化剂的研究进展.以V2O3为主要活性组分,以TiO2为载体的钒钛类催化剂因其理想的综合性能,目前已商业化应用.纳米有序结构TiO2薄膜可望成为理想的SCR脱硝催化荆新型载体.     

氮氧化物选择性催化还原催化剂研究进展

氮氧化物是形成酸雨和光化学烟雾的主要物种和引发物，消除氮氧化物污染是环境保护中的重点和难点。选择性催化还原作为一种有效脱除氮氧化物的方法，在近年来得到了广泛深入的研究。本文对有关催化体系的文献进行了总结。     

蜂窝状Fe-Mo/ZSM-5催化剂制备及其对NOx催化还原性能的影响

以具有较低热膨胀系数和较好抗热冲击性的堇青石蜂窝状陶瓷为载体、Fe-Mo/ZSM-5为活性组分制备了蜂窝状催化剂,研究了表面活性剂、载体和涂覆方法等条件对蜂窝状催化剂性能及其催化活性的影响。采用XRD、FT-IR、BET和SEM等技术对蜂窝状催化剂的体相结构、表面离子形态等进行了表征和研究。结果表明,以羧甲基纤维素为表面活性剂、美国康宁公司的堇青石蜂窝状陶瓷为载体和超声波法涂覆的蜂窝状催化剂具有最佳的催化活性,300 ℃时NOx催化转化率达100%,且随着温度的升高保持不变。     

过渡金属/分子筛催化剂上选择性催化还原氮氧化物的研究进展

综述了近十年来过渡金属/分子筛催化剂上氨和碳氢化合物选择性催化还原NOx方面的研究进展。在NH3-SCR体系,着重介绍了铜基和铁基分子筛催化剂的研究状况,探讨了分子筛催化剂在该体系中的失活原因;在HC-SCR体系,总结了不同过渡金属、分子筛类型、还原剂、H2O和SO2等对催化剂活性的影响,探讨了目前比较公认的碳氢化合物选择性催化还原NOx的反应机理。最后展望了分子筛催化剂在选择性催化还原NOx领域今后的研究方向。     

选择性催化还原脱硝催化剂的研究进展

选择性催化还原（SCR）是目前控制氮氧化物排放的主要技术,该技术具有选择性好、脱硝效率高、不造成二次污染等优点。本文对SCR技术及其催化剂进行了综述,重点介绍了钒钛催化剂、贵金属催化剂、金属氧化物催化剂及沸石分子筛型催化剂的研究进展,并对国内外脱硝催化剂的工业化现状及催化剂的影响因素进行了分析,最后指出我国脱硝催化剂的发展应以提高催化剂寿命、开发新型催化剂（以复合金属氧化物催化剂和新型钒基催化剂为主）及新工艺为方向进行。     

Mn-Cu-Ce-Fe/REY系列催化剂上NH3选择性催化还原NO性能

采用正交实验设计和浸渍法制备Mn-Cu-Fe-Ce/REY催化剂。采用固定床微型反应器评价SO₂存在下催化剂在NH₃选择性催化还原NO反应中的活性,考察Mn、Cu、Fe和Ce各活性组分对催化剂活性的影响,并采用XRD、H₂-TPR和SEM等手段对催化剂进行表征。结果表明,Mn、Cu、Fe和Ce各活性组分对催化剂活性影响顺序为：Cu＞Fe＞Ce＞Mn,催化剂的氧化还原性能影响催化剂活性。     

Fe-Mo/ZSM-5蜂窝催化剂上NOx的催化还原性能

Fe-Mo/ZSM-5具有较好的NOx催化活性,比较了不同粉末的制备方法、催化剂助剂和载体等因素对蜂窝状催化剂催化还原性能的影响.结果表明,气相离子交换法制备的蜂窝状催化剂的催化活性最好,在350℃时NOx转化率已达到90%以上,在高温400℃～600℃范围,催化剂对NOx的催化还原转化率保持在98%.K+离子的加入明显提高了Fe-Mo/ZSM-5催化剂活性,可能调变了催化剂的表面性质,催化剂粉末在载体上的浸涂次数为2次时效果最佳.     

制备方法对V_2O_5-WO_3/TiO_2选择性催化还原催化剂性能的影响

采用共沉淀法、溶胶-凝胶法和浸渍法制备了V2O5质量分数4%和WO3质量分数6%的V2O5-WO3/TiO2选择性催化还原催化剂,对比了3种方法制备的催化剂选择性催化还原NO性能。采用X射线衍射、热重、N2吸附-脱附和程序升温还原等对制备的V2O5-WO3/Ti O2催化剂的结构和性质进行表征,结果表明,共沉淀法制备的V2O5-WO3/TiO2催化剂具有更好的选择性催化还原NO活性和更大的比表面积,影响共沉淀法选择性催化还原NO活性的主要因素是催化剂的热稳定性、表面羟基数量、比表面积、粒径分布以及V、W与Ti之间的内在作用。     

丙烯选择性催化还原NO的钯催化剂的理论研究

采用密度泛函理论（DFT）方法在B3LYP／lanl2dz水平上，选择金属钯（111）晶面上的单个Pd原子作为催化剂活化中心，对丙烯在金属钯上选择性催化还原N0的反应机理进行了理论研究，计算了反应物、过渡态、产物的几何构型和反应势垒，并通过振动分析和内禀反应坐标（IRC）对过渡态加以确认，完整地给出了反应沿极小能量途径的变化过程。结果表明，活化势垒太高，反应很难进行，所以单个钯原子不具有催化活性。     

焙烧温度对HZSM-5分子筛催化1-丁烯齐聚性能的影响

考察焙烧温度对HZSM-5分子筛催化剂结构及1-丁烯齐聚性能的影响,采用XRD、SEM和NH3-TPD对催化剂进行表征。结果表明,升高焙烧温度,对HZSM-5分子筛催化剂的晶相和晶粒尺寸没有影响,催化剂中弱酸与强酸的酸强度和酸量均随焙烧温度的升高逐渐减弱。在催化剂晶粒尺寸一定条件下,催化剂酸性对催化剂的齐聚性能有较大影响,焙烧温度500℃时,C5+收率和C10+选择性最佳。     

La改性ZSM-5分子筛及其在催化裂解反应中的应用

采用高温水热法和等体积浸渍法将La离子负载于ZSM-5分子筛上得到了改性ZSM-5分子筛材料。水热法La改性样品改变了ZSM-5的晶胞尺寸,提升了其强酸、弱酸及总酸量。浸渍法改性样品也提高了其酸量但是对晶胞参数没有影响。将改性样品应用于正己烷催化裂解反应中,两种方法均得到了较高的双烯收率,其中水热法改性样品在空速为6 h^-1时乙烯收率和丙烯收率分别为23.39%和25.17%,这与原样相同空速下的乙烯丙烯收率（乙烯为21.19%,丙烯为21.04%）相比分别提升了约2%和4%,略高于浸渍法改性样品。在长周期反应寿命方面也有了显著提高,在空速为4 h^-1时,水热法改性样品（2000 min）和浸渍法改性样品（1600 min）均显著优于原样（800 min）。这些结果表明采用水热法La改性可以更好地提升ZSM-5分子筛在正己烷催化裂解反应中的性能。     

煅烧温度对Mo-Mn/TiO2催化剂脱硝脱汞活性的影响

研究了浸渍法制备Mo-Mn/TiO₂（MMT）催化剂过程中煅烧温度（300℃、450℃、600℃、750℃）对Mo-Mn/TiO₂（MMT）催化剂协同脱硝脱汞活性的影响。结果表明,较低的煅烧温度更有利于MMT催化剂的协同脱硝脱汞性能,同时可有效降低SO₂对催化剂活性的抑制作用,最佳煅烧温度为300℃。利用BET、XRD、H₂-TPR、FTIR和XPS等表征手段对催化剂的理化性质进行了表征,结果表明较低的煅烧温度有利于提高催化剂中活性成分所占的比例,增加金属氧化物在TiO₂载体表面的分散度,提高催化剂的低温还原性能。随着煅烧温度的升高,催化剂的比表面积和孔容均逐渐减小,平均孔径先增大后减小,且在高温下发生烧结;MnO₂逐渐向Mn₂O₃转变,锐钛矿型TiO₂逐渐向金红石型转变,同时MoO₃由非晶态逐渐向晶态的转化,致使催化剂的协同脱硝脱汞活性下降。     

过渡金属改性对MgO/ZSM-5催化剂苯-甲醇烷基化性能的影响

采用过渡金属对2.5%Mg O/ZSM-5催化剂进行负载改性,考察其苯-甲醇烷基化性能,结果表明,Ni和Fe改性催化剂因改性后弱酸量大幅增加,苯转化率提高,分别为56.6%和55.8%;W和Mn改性催化剂二甲苯选择性较高,约为35%;与其他改性催化剂相比,Co和Mo改性催化剂上的苯转化率和二甲苯选择性没有明显优势。选择改性效果较好的双金属催化剂进行苯-甲醇烷基化高空速(15 h-1)长时间运转实验,催化剂初始活性均大于57%,反应20 h时,苯转化率约50%,20 h后烷基化活性迅速下降,是由于催化剂积炭失活所致。     

堇青石蜂窝陶瓷载CuO选择催化还原NO的研究

以堇青石蜂窝陶瓷(CC)为载体、CuO和不同助剂为活性组分，用浸渍法制备CuO/CC、CuO-NiO/CC和CuO-NiO-CeO₂/CC催化剂, 采用TPR、XRD和XPS等测试方法对催化剂进行表征。TPR结果表明，催化剂主要以Cu²⁺形式存在。采用程序升温和恒温法在固定床反应器常压条件下研究了以尿素作还原剂还原模拟汽车尾气中的NO。结果显示，CuO-NiO-CeO₂/CC催化剂在(150～350) ℃具有较高的活性，250 ℃时具有较高的转化率。     

CuO/Al2O3催化剂上CO还原NO反应条件的研究

为减小工业废气中氮氧化物对环境的污染,以多价态金属助剂修饰的Cu/Al₂O₃为催化剂,采用以CO为还原剂的催化还原法进行消除氮氧化物的研究,考察工艺条件对催化剂反应性能的影响。结果表明,反应温度240 ℃即可实现NO的完全转化,较低空速有利于催化剂长周期稳定运行,助剂最佳质量分数为6%,降低或提高助剂含量均不利于NO的完全转化,体系中CO含量影响催化剂性能,CO含量过高会打破催化剂活性中间体的动态平衡,导致催化剂快速失活,应严格控制CO含量。     

焙烧温度对加氢脱氮催化剂性能的影响

A series of Mo/Ni-based hydrotreating catalysts calcined at different temperatures was prepared by impregnation method,and characterized by means of N₂ adsorption-desorption,NH₃-TPD and TPR techniques.The HDN performance of the catalysts was investigated in a microreactor.The results indicated that with the increase of calcination temperatures,the specific surface area of the catalysts was decreased,the average pore size was gradually increased,and the pore volume change was very small.The acid amount on the surface of the catalysts showed a tendency to ascend firstly, and then to descend with the increase of calcination temperatures, and the acid amount reached the maximum at 500 ℃. The activity of the hydrotreating catalysts was enhanced firstly and then reduced with the increase of calicination temperature,and the optimal calcination temperature was 500 ℃.On the whole,the activity of the catalysts could be improved prepared under suitable calcination temperature,and be suppressed obtained under high calcination temperature.     

黏结剂对柴油车用V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂选择性催化还原性能的影响

采用偏NH_4VO_3和TiO_2为前驱体制备选择性催化还原(SCR)催化剂涂层所需浆料,将浆料浸涂在蜂窝陶瓷载体上,得到整体涂覆式SCR催化剂。研究了SiO_2溶胶、H_3PO_4及H_3NO_3对催化剂涂层耐久性及活性的影响。在模拟评价装置上对催化剂活性进行了评价。结果表明,SiO_2溶胶和H_3PO_4对催化剂涂层耐久性具有明显改善作用,质量分数8%的SiO_2溶胶和4%的H_3PO_4使催化剂涂层脱落率从32.71%降至4.08%和17.89%;V_2O_5-WO_3/TiO_2-4%SiO_2溶胶催化剂表现出较高的活性和选择性,新鲜催化剂NO的起燃温度(T_(50))为205℃,随着H_3PO_4添加量的增加,催化剂低温活性逐渐降低,高H_3PO_4添加量时,催化剂表面被H_3PO_4覆盖,大部分与钛及钒键连接的羟基基团被P—OH所取代,催化剂SCR活性降低。