共沉淀法制备PdFe/Al_2O_3脱汞吸附剂

基于贵金属Pd具有较好的中温煤气脱汞活性以及Fe_2O_3具有良好的同时脱除中低温煤气中单质汞和硫化氢的能力,以(NH_4)_2CO_3为沉淀剂在不同条件下用共沉淀法制备了一系列PdFe/Al_2O_3吸附剂。在200℃模拟煤气(N_2-CO-H_2-H_2S-Hg)气氛的固定床反应器中进行了吸附剂单质汞脱除实验。研究了沉淀体系pH值和焙烧温度对吸附剂物化特性以及脱汞性能的影响,并探究了吸附剂的脱汞机理。对吸附剂进行N_2吸附、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)等表征分析。结果表明,沉淀体系pH值和焙烧温度通过影响吸附剂物理结构和吸附剂上活性组分Pd的表面含量,进而影响吸附剂的脱汞性能,在pH值为8,焙烧温度为700℃条件下,制备的吸附剂具有较高的脱汞活性。     

磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂脱汞性能实验研究

目前Fe_3O_4纳米颗粒由于其优秀的物理、化学性能及特有的磁性能,在吸附剂领域有着很好的应用前景。为此,使用共沉淀法制备Fe_3O_4纳米颗粒,以3-氨丙基三乙氧硅烷(APTES)为修饰剂,根据甲酸钠与乙酸银的特异性反应,制备出磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂。通过固定床吸附实验考察吸附剂对模拟烟气中汞的脱除能力,讨论其对汞的脱除机理。研究结果表明:磁性Fe_3O_4-Ag复合纳米颗粒吸附剂可脱除90%以上模拟烟气中的汞,且具有很好的抗酸性气体性能。包裹Ag提高了纳米颗粒的稳定性,提高了纳米颗粒的比表面积和总孔容积,且Ag可以与元素汞发生汞齐反应。温度的提高会抑制吸附剂对汞的吸附及汞齐反应的进行,降低吸附剂的脱汞能力。吸附剂对汞的脱除机理为物理吸附为主,且高温下被吸附的汞会从吸附剂中脱附。吸附剂还具有很好的再生性能,重复脱附吸附多次后仍保持很好的脱汞能力。     

Fe_2O_3/硅藻土催化剂同时脱除煤气中气态Hg~0和H_2S

采用等体积浸渍法制备了Fe_2O_3/硅藻土催化剂。研究了在模拟煤气气氛下,催化剂对Hg~0和H_2S吸附的影响,其中,主要考查了Fe_2O_3负载量、反应温度、气氛、空速以及Hg~0浓度的影响。结果表明,随着负载量的增加,催化剂脱除Hg~0的能力先增加后减小,Fe_2O_3负载量为8%时,脱除Hg~0的能力最好。在50℃~300℃的范围内,催化剂在150℃时,脱除Hg~0和H_2S的能力较好。H2_S和O_2促进了催化剂对Hg~0的脱除。低空速、低汞浓度下,有利于催化剂对Hg~0和H_2S的脱除。     

Fe_3O_4@SiO_2-Cu复合磁性纳米粒子的制备及其脱硫性能的研究

采用水解法合成了核壳型Fe_3O_4@SiO_2载体,用等体积浸渍法在磁性Fe_3O_4@SiO_2载体表面负载CuCl_2,得到Fe_3O_4@SiO_2-Cu磁性纳米粒子吸附剂。采用XRD、TEM、FT-IR、XPS、N_2吸附-脱附和振动样品强磁计(VSM)等表征手段对制备的吸附剂进行表征,考察了吸附剂对模型汽油中不同硫化物的脱硫性能。结果表明,核壳型Fe_3O_4@SiO_2载体的比表面积为246.5 m~2/g,同时饱和磁强度为44.6 emu/g。负载铜离子后,Fe_3O_4@SiO_2-Cu的饱和磁强度为43.9 emu/g。Fe_3O_4@SiO_2-Cu吸附剂可有效吸附噻吩类硫化物,硫容可达1.42 mg(S)/g(吸附剂)。采用先醇洗后焙烧的方法对失活吸附剂进行再生,吸附剂循环使用5次后仍能保持良好的再生稳定性。     

汞的吸附及氧化机理的理论研究进展

通过理论方法研究汞的吸附,可以从电子和原子水平对不同吸附剂的汞脱除形成深刻认识,从而指导设计合成更加高效的汞脱除吸附剂。本文介绍了近年来贵金属吸附剂、金属氧化物吸附剂、活性炭吸附剂在脱汞方面的理论计算及其改性研究进展,概述了汞在Pd(100)面以及不同金属氧化物吸附剂表面的非均相氧化机理。指出第二金属掺杂、合适的载体、吸附剂表面结构改性会提高吸附剂的脱汞性能;金属改性活性炭的金属种类以及负载量都会影响脱汞性能;不同吸附剂不同气氛下汞的氧化机理不同。最后结合国内外的研究现状,指出了NO、SO_2、H_2O等气体以及多种气体同时作用对脱汞性能的影响、分子筛等载体对脱汞性能的影响、从分子动力学模拟汞的氧化需要进一步深入研究。     

磁性核壳型Fe3O4@CeO2催化剂分解H2O2的性能研究

催化湿式过氧化氢氧化是常见的一种降解水中有机物的方法,催化剂的加入能促使H_2O_2分解产生氧化能力更强且无选择性的羟基自由基,开发出性能优异的催化剂是该方法的关键所在。采用溶剂热法制备出磁性核壳型的Fe_3O_4@Ce O_2纳米催化剂,并采用N_2吸附-脱附、磁性测试和透射电子显微镜(TEM)对制备的Fe_3O_4@Ce O_2催化剂进行表征。考查Fe_3O_4及Fe_3O_4@Ce O_2分解H_2O_2的性能,结果表明,相比Fe_3O_4,Ce O_2包覆后的Fe_3O_4@Ce O_2分解的H_2O_2效率得到了提高。     

Fe_3O_4协同H_2O_2气相高级氧化单质汞的机理

利用密度泛函理论分别研究了H_2O_2分子在Fe_3O_4(111)、(110)和(001)表面分解特性,并对单质汞在H_2O_2/Fe_3O_4体系的反应特性进行了研究。对比不同构型的结合能、Mulliken电荷转移和分态密度分析,详细讨论了H_2O_2分解产生羟基的规律以及Hg0的氧化态中间产物成键特性。结果表明:H_2O_2分子在Fe_3O_4(111)、(001)A和(110)A表面更容易分解产生羟基;不同表面产生的羟基对Hg0具有不同的氧化活性;Hg~0在表面羟基的作用下可有效通过电荷转移实现氧化。对比分析了三种表面汞氧化态中间产物的脱附路径,HO—Hg—OH和Hg—OH的表面脱附是主要的反应路径。     

稀土氧化物对高炉炉顶煤气中HCl脱除过程的影响

在脱氯剂制备过程中分别添加CeO_2、La_2O_3制得含稀土氧化物的高炉炉顶煤气脱氯剂,借助于固定床高炉炉顶煤气脱除HCl气体试验发现:CeO_2和La_2O_3可以改善脱氯剂的孔隙结构,细化晶粒,增加比表面积和活性度;增加活性组分在黏结剂中的分散度,提高各元素的结合能,从而同时改善脱氯剂的化学性能和机械强度。考虑到高炉炉顶煤气脱氯剂制备的生产成本,高炉炉顶煤气脱氯剂中CeO_2、La_2O_3的质量分数应该控制在6%左右。     

活性炭基π络合吸附剂的制备及其脱除二硫化碳性能

以活性炭(AC)为载体,采用浸渍法制备了过渡金属负载型吸附剂。考察了浸渍液、吸附温度对吸附剂脱除低浓度二硫化碳(CS2)性能的影响,并对吸附剂的再生性能进行了考察。通过XRD、N_2-物理吸附、FE-SEM对吸附剂进行了表征。结果表明,K_2CO_3处理能够有效增加AC载体的微孔数量;Ag+在AC表面易被还原成Ag0,降低了其与CS_2的络合作用;Cu(NO_3)_2改性后活性组分为Cu_2O,提高了AC表面软酸性,促进了吸附剂与CS_2的π络合作用。K_2CO_3-Cu(NO_3)_2改性后,吸附剂(CuKAC)脱除CS_2的效果最佳,吸附量达到77.32 mg/g。吸附温度是影响CuKAC吸附剂脱除CS_2性能的重要因素,吸附温度20℃时吸附性能最好。N_2气氛下再生温度200℃时CuKAC的再生率达到100%,10次吸附/再生后吸附剂的吸附能力保持稳定。     

基于富里酸的载银碳基吸附剂脱除元素态汞的研究

汞是煤中有害微量元素之一,具有很强的挥发性,几乎所有的汞在煤燃烧过程中都会释放进入大气,对环境和人体健康造成影响。焦炉煤气甲烷化制取液化天然气过程中,为降低元素态汞的污染,通常在液化前将Hg~0脱除。本文针对工艺要求,利用富里酸廉价、储量丰富、碳含量≥40%、具有亲水性和弱酸性、可与金属离子发生离子交换反应生成络合物等优点,选取富里酸为模板剂和碳源,利用其分子结构中丰富的表面官能团易与银离子螯合的特性,采用冷冻干燥、高温碳化等手段原位合成了纳米银负载的碳基吸附材料Ag/FA,用于低温脱除还原性气体中的元素态汞(Hg~0)。对合成的材料进行分析表征,重点考察了操作温度、空速、H_2S等因素对吸附剂脱汞性能和寿命的影响。XRD表征结果表明,单质银出现了4个尖锐的衍射峰,分别对应单质银的不同立方晶面,这说明纳米级单质银粒子以高分散形态成功负载到碳材料中,并计算出银颗粒的平均粒径约为12 nm。吸附剂评价结果表明,在反应温度30～60℃,空速小于60 000 h~(-1)时,吸附剂具有良好的脱汞性能,脱汞效率可保持在99%以上,并具有一定抗H_2S毒化能力。当穿透率为5%时,吸附剂的汞吸附量可达到650μg/g。Ag/FA吸附剂在经过4次再生后,仍保持95%以上的脱汞效率,且吸附50 h后的Hg~0吸附量为552μg/g。Hg-TPD表征结果表明,吸附剂表面负载的纳米银粒子是汞吸附的活性位,气态汞首先扩散到吸附剂表面,然后与吸附剂上负载的银粒子反应生成Ag-Hg合金。本文利用腐植酸可以螯合银离子的特性,制备的基于腐植酸的Ag/FA新型气态汞吸附材料,可有效脱除焦炉煤气甲烷化气体中的单质汞,具有优良的吸附效率和吸附容量。     

金属氧化物对热硫化硅橡胶耐热性的影响

研究了金属氧化物Fe_2O_3、CeO_2作耐热添加剂时对热硫化硅橡胶耐热性能的影响。结果表明,Fe_2O_3、CeO_2均能显著提高硅橡胶的耐热性能。单独使用Fe_2O_3时,当Fe_2O_3用量为8份,硅橡胶的耐热性能最优; CeO_2提高耐热性能的效果优于Fe_2O_3,单独使用CeO_2时,CeO_2用量为4份,硅橡胶的性能较优;Fe_2O_3与CeO_2并用时,对提高硅橡胶的耐热性效果较佳,当采用4份Fe_2O_3与4份CeO_2复配时,硅橡胶外延起始分解温度提高了38℃。     

ZrO_2修饰的CuO/Fe_2O_3水煤气变换催化剂的性能测试与表征

Zr O_2是一种高熔点金属氧化物,同时具有弱酸性和弱碱性以及氧化性与还原性,具有p型半导体性质,易产生氧空穴,是理想的催化材料。通过添加不同质量分数的Zr O_2(0~5%)作为助剂,采用分步沉淀法制备系列Cu O/Fe_2O_3-Zr O_2催化剂,通过XRD、N_2物理吸附-脱附、H_2-TPR和CO_2-TPD等表征技术,考察Zr O_2助剂对Cu O/Fe_2O_3水煤气变换催化剂催化性能的影响。结果表明,适量Zr O_2(质量分数1%)的添加,削弱了Cu Fe_2O_4中铜铁物种之间的协同作用,增加了催化剂中可被还原的铜物种的数量,形成较多的弱碱性位点,有利于增加活性中心铜的数量,具有较好的水煤气变换反应活性和热稳定性。     

从气体中脱除硫化氢的方法

<正> 日本公开特许公报(04.187.207)报道,含H_2S的废气与γ-Al_2O_3吸附剂,在加压下接触以脱除H_2S,用过的吸附剂再于减压情况下再生。用过的硫容达到饱和了的吸附剂先加热到高温,然后冷却以脱去累     

粉煤灰沸石及Pd改性沸石脱除煤气中单质汞的研究

以粉煤灰为原料,采用超临界水热法制备了一系列的粉煤灰沸石.首先,考察了不同种类粉煤灰制备的沸石的煤气脱汞性能,以及由同一种粉煤灰制备的不同晶型沸石的脱汞活性.其次,考察了活性评价温度和H2 S气体对粉煤灰沸石煤气脱汞性能的影响.结果表明,其中的两种粉煤灰制备的沸石有较好的脱汞活性,具有方钠石晶型的粉煤灰沸石(Z5s)的脱汞性能优于具有钙霞石晶型的粉煤灰沸石(Z5c),Z5s沸石的脱汞率在360 min内保持在90%以上.气氛中的H2 S气体有利于单质汞的脱除,而温度升高时脱汞率降低.粉煤灰沸石(Z5s)采用贵金属Pd改性后,其脱汞活性在中高温时高于Z5s沸石.     

硅铝比对催化剂Pd/ZSM-5性能的影响及其应用于氢氧直接合成过氧化氢

以硅铝比分别为25,50和100的ZSM-5为载体,通过浸渍法制备催化剂Pd/ZSM-5(X),并借助XRD、NH_3-TPD、N_2吸附/脱附等温吸附线、CO脉冲表征手段分析催化剂性质。讨论催化剂Pd/ZSM-5的表面酸性和活性组分Pd尺寸对H_2O_2活性的影响。结果表明,硅铝比的增加导致Pd/ZSM-5的表面弱酸量降低,活性组分Pd尺寸增大,H_2O_2选择性和产率降低。当硅铝比为25时,催化剂Pd/ZSM-5(25)表面弱酸量最多,活性组分Pd尺寸最小,其H_2O_2的选择性和产率最大,分别为90.01%和270.2 mmol/(g_(Pd)·h)。     

温度和氧含量对NH4Br改性稻壳焦汞氧化吸附特性的影响

采用10 g·L^-1 NH₄Br溶液对原始稻壳焦进行浸渍改性制备了脱汞吸附剂。利用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜/X射线能谱分析仪对改性前后稻壳焦吸附剂物理化学性质进行表征。在固定床汞吸附实验台上对吸附剂床层出口元素汞(Hg⁰)和二价汞(Hg²⁺)进行同步检测,研究了不同温度下N₂气氛和N₂+6.4 %(体积)O₂气氛中改性稻壳焦的汞氧化吸附特性。50℃下N₂气氛、N₂+6.4%(体积)O₂气氛以及150℃下N₂气氛中固定床出口均未明显检测到Hg²⁺,50℃和150℃时脱汞率均可达90%。温度为150℃时,在N₂+6.4%(体积)O₂气氛中吸附剂的总汞(Hg^T)脱除效率为98.2%,其中82.2%的Hg⁰被吸附脱除,其余则被O₂非均相氧化为Hg²⁺而氧化脱除。通过对程序升温管式炉出口Hg^T进行检测研究了吸附剂表面吸附态汞的脱附特性。汞脱附峰值温度300℃表明吸附态汞可能以Hg-Br化合物的形式赋存于改性稻壳焦表面,220~350℃的脱附温度说明吸附态汞有较高的热稳定性。100.14%~118.62%的汞平衡率验证了实验结果的准确性。     

ZrO_2/Fe_3O_4磁性纳米材料对水中Pb(Ⅱ)吸附研究

合成了纳米Fe_3O_4磁核,采用沉积法将ZrO_2包覆在Fe_3O_4磁核表面形成ZrO_2/Fe_3O_4吸附材料,系统研究了吸附材料对水中Pb(Ⅱ)吸附和脱附行为。结果表明,ZrO_2已成功包覆在纳米Fe_3O_4磁核,具有超顺磁性,可在外加磁场作用下,实现从水中快速分离。当溶液pH为7.0,吸附时间35 min时,吸附剂对浓度5μg/m L的Pb(Ⅱ)吸附去除率几乎达到100%,在0.1 mol/L盐酸溶液中,可使吸附在吸附剂上的Pb(Ⅱ)完全解吸附,从而实现吸附剂的再生。吸附等温线符合Freundlich吸附公式,说明吸附属于非匀质吸附。     

ZrO_2/Fe_3O_4磁性纳米材料对水中Pb(Ⅱ)吸附研究

合成了纳米Fe_3O_4磁核,采用沉积法将ZrO_2包覆在Fe_3O_4磁核表面形成ZrO_2/Fe_3O_4吸附材料,系统研究了吸附材料对水中Pb(Ⅱ)吸附和脱附行为。结果表明,ZrO_2已成功包覆在纳米Fe_3O_4磁核,具有超顺磁性,可在外加磁场作用下,实现从水中快速分离。当溶液pH为7.0,吸附时间35 min时,吸附剂对浓度5μg/m L的Pb(Ⅱ)吸附去除率几乎达到100%,在0.1 mol/L盐酸溶液中,可使吸附在吸附剂上的Pb(Ⅱ)完全解吸附,从而实现吸附剂的再生。吸附等温线符合Freundlich吸附公式,说明吸附属于非匀质吸附。     

直接氧化法回收硫磺

北京石油化工总厂、东风化工厂合成氨生产用的原料气是炼油厂的催化裂化干气,干气经乙醇胺法脱除H_2S和CO_2,胺液再生后,解析出酸性气体,其组成如下(容积%): O_2 0.07～0.1 C_3H_8 0.02～0.03 N_2 0.5～0.8 C_3H_6 0.39～0.49 CO_2 85.2～87.9 C_4H_8 0.02～0.03 CH_4 0.37～0.41 C_4H_(10) 0.01     

Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7催化过硫酸盐降解染料研究

通过化学共沉淀法制备了纳米Fe_3O_4,并通过柠檬酸钠对其进行修饰(记作Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7)以便增强其溶解性。对Fe_3O_4进行了XRD测试,对Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7和Fe_3O_4进行了FTIR、TEM测试。XRD测试结果表明成功制备出了Fe_3O_4,FTIR测试结果表明柠檬酸根成功和Fe_3O_4结合在了一起,TEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7较Fe_3O_4具有更好的分散性。将Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7作为催化剂对Na_2S_2O_8进行催化,染料降解率及染料分解前后的SEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7具有催化过硫酸盐的性能。构建的几种不同体系催化Na_2S_2O_8,结果表明,Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7相比Fe_3O_4具有更好的催化效果,但其催化效果仍较Fe⁽²⁺⁾差。