制备条件对脱硝脱二噁英V2O5-CeO2/TiO2催化剂协同性能的影响

采用等体积浸渍的方法制备V₂O₅-CeO₂/TiO₂催化剂,考查了V₂O₅/CeO₂比、负载顺序、焙烧温度、反应空速对催化剂协同脱硝脱二噁英性能的影响。结果表明,所制备的催化剂活性组分在载体表面分散均匀。采用共同浸渍法制备,V₂O₅/CeO₂质量比为1∶3,焙烧温度为550℃的催化剂协同脱硝脱二氯苯性能最佳,在200℃反应温度下脱硝率为93%,二氯苯的脱除率达到90%。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

铜负载量对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝协同汞氧化性能的影响

采用浸渍法制备了系列 Cu₂O-V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂,通过固定床反应器考察了不同 Cu₂O 负载量对V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂脱硝协同单质汞(Hg0)氧化性能的影响。结果表明,2% Cu₂O 的引入提高了催化剂的脱硝协同汞氧化性能。采用 BET 和 XRD 对催化剂进行分析,证实 Cu₂O-V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂良好的催化活性与其均匀分散的活性组分有关,与孔道结构没有明显的相关性。     

碱金属化合物对V2O5/AC催化剂低温脱硝的影响

研究了碱金属化合物(K₂SO₄)对活性炭(AC)担载五氧化二钒(V₂O₅)组成的V₂O₅/AC催化剂的低温脱硝活性的影响。发现在V₂O₅/AC催化剂表面负载碱金属化合物(K₂SO₄)后其脱硝活性大大降低。用等体积浸渍法制备了V₂O₅/AC催化剂和K_x-V₂/AC(x=0.5,1,2)催化剂。采用5种模型对动力学实验数据进行关联。结果显示,无论V₂O₅/AC催化剂是否负载K₂SO₄,Eley-Rideal模型均比其他模型可更好地描述SCR脱硝反应,碱金属化合物(K₂SO₄)的存在提高了反应活化能,但并不改变反应机理。     

Fe2O3对V2O5-WO3/TiO2催化剂表面性质及其性能的影响

催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝技术的核心,研究Fe对钒钛系SCR催化剂脱硝活性及SO₂/SO₃转化率的影响具有重要意义。采用等体积浸渍法制备了不同Fe/V质量比的Fe₂O₃-V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂,并进行表征,研究Fe对钒钛系SCR催化剂脱硝活性及SO₂/SO₃转化率的影响,并讨论Fe对于钒钛系SCR催化剂表面性质的影响。结果表明,随着催化剂表面Fe₂O₃含量增加,催化剂的脱硝效率及二氧化硫氧化率均是先上升后下降,当Fe/V质量比为3.0时,催化剂的脱硝效率和二氧化硫氧化率均达到最大值91.78%、1.01%。XPS及H₂-TPR结果表明,随着Fe₂O₃含量增加,催化剂表面钒活性组分的相对含量及V⁴⁺/V⁵⁺比减小,催化剂表面吸附氧(O_α)浓度增加,催化剂的氧化能力增强。NO-TPD结果表明,随着Fe₂O₃含量增加,催化剂表面吸附NO的能力增强。     

A5微孔分子筛负载V2O5催化氧化对硝基甲苯

将A₅微孔分子筛浸渍于偏钒酸铵溶液,过滤,120 ℃干燥2 h,550 ℃焙烧6 h,制备了含有V₂O₅的A5微孔分子筛催化剂。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附和扫描电镜等进行表征,并将其用于以H₂O₂为氧化剂、乙酸酐为溶剂的对硝基甲苯催化氧化生成对硝基苯甲醇的反应。在反应温度40 ℃和反应时间4 h条件下,以质量分数35%的H₂O₂为氧化剂和V₂O₅质量分数8.5%的V₂O₅/A₅为催化剂,能够获得较好的对硝基甲苯转化率（35.54%）和较高的对硝基苯甲醇选择性(67.16%)。反应结束后,在母液中通过电感耦合等离子体原子光谱仪没有检测到V₂O₅。V₂O₅/A₅催化剂连续使用3次,对硝基甲苯转化率为34.21%,对硝基苯甲醇选择性为63.39%,催化剂活性无明显降低。     

V2O5/（TiO2-SiO2）脱硝催化剂新型制备工艺及性能研究

将偏钒酸铵和羟丙基甲基纤维素搅拌混溶制备滴胶液,以自制的7孔圆柱蜂窝钛硅复合氧化物为载体,采用滴胶涂覆法制备了V₂O₅/（TiO₂-SiO₂）脱硝催化剂。通过X射线衍射（XRD）、程序升温还原（H₂-TPR）、比表面积分析（BET）和催化剂评价等方法对制备的脱硝催化剂进行分析表征。考察了五氧化二钒在钛硅复合氧化物载体上的分布、五氧化二钒涂覆量等对催化剂性能的影响,并就反应温度、反应空速、氨与一氧化氮物质的量比等条件对脱硝催化剂活性的影响进行了研究。实验结果表明,使用五氧化二钒涂覆量为1.2%（质量分数）的V₂O₅/（TiO₂-SiO₂）脱硝催化剂,在反应温度为320 ℃、空速为10 000 h^-1、氨与一氧化氮物质的量比为1.2条件下进行脱硝活性实验,一氧化氮转化率达到93.0%。经与工业脱硝催化剂对比实验表明,制备的V₂O₅/（TiO₂-SiO₂）脱硝催化剂性能优良,并且降低了钒的使用量,节约了生产成本,减少了环境污染。     

La2O3/AC催化剂在CO同时还原SO2和NO反应中的性能

以改性活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了La₂O₃/AC催化剂。采用XRD和BET手段对催化剂进行表征,使用微型固定床反应器考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果表明,La₂O₃/AC催化剂对CO同时还原SO₂和NO具有良好活性,负载质量分数10%的La₂O₃/AC催化剂活性较好,SO₂和NO转化率达到90%的反应温度最低,分别为335 ℃和325 ℃;载体与活性组分之间存在协同作用,引入活性炭载体能够降低反应温度并提高催化活性。     

钒钛系脱硝催化剂抗硫酸氢铵中毒改进措施研究进展

NH₃选择性催化还原(SCR)技术具有较高的脱硝效率、优良的选择性和实用性,是当前燃煤电厂去除NO_x的主流方法。其中V₂O₅/TiO₂催化剂在中温段(300～450℃)具有较高的脱硝活性和抗硫性,被广泛应用。但是,烟气中的SO₃、NH₃和水蒸气会发生反应生成硫酸氢铵(ABS)和硫酸铵(AS),其中硫酸氢铵在低温条件下因毛细冷凝现象沉积在V₂O₅/TiO₂催化剂表面致其中毒,活性降低。为了改善低温条件下催化剂中毒问题,本文通过分析ABS在催化剂表面的生成机理、对催化剂的危害及催化剂抗ABS中毒改性研究进展,发现钒钛系脱硝催化剂抗ABS中毒改进措施主要集中在抑制硫酸氢铵生成、促进硫酸氢铵分解两方面。最后,总结了合理调控催化剂壁厚、孔径和隔离层等物理结构以及添加MoO₃、BaO、Nb₂O₅、Fe₂     

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。     

钒钛基SCR脱硝催化剂碱土金属中毒

分别制备了钒钨体系和钒钼体系的新鲜催化剂,并通过浸渍法、固态扩散法与干混法分别制备了碱土金属中毒的催化剂,比较了中毒方法、碱土金属以及催化助剂种类等因素对催化剂脱硝活性的影响,并利用程序升温脱附（NH₃-TPD）、程序升温还原（H₂-TPR）和X射线光电子能谱分析（XPS）等表征手段进行分析。结果表明,3种中毒方法中,浸渍法碱土金属中毒对催化剂毒害作用最大;Ca对催化剂的毒性大于Mg,且钒钼体系催化剂比钒钨体系催化剂具有更强的抗碱土金属中毒性能。碱土金属的存在会降低催化剂表面的总酸量与酸位点的强度,提高催化剂的还原温度,改变活性组分的价态并降低催化剂上表面活性氧的比例。     

不同工艺制备的CaO固体催化剂对生物柴油性能的影响

用菜籽油为原料,以CaO为非均相催化剂,通过酯交换反应制备生物柴油。对比不同工艺下制备的4种CaO系列固体催化剂对制备的生物柴油黏度、酸值及得率的影响,发现催化效率高低顺序为:煅烧CaO>CaO/MgO(Ⅰ)>CaO/MgO(Ⅱ)>原料CaO。经700℃煅烧所制得的锻烧CaO固体催化剂使用效果最佳,在反应4h后得到黏度为4.37 mm²/s、酸值为0.79 mg/g的生物柴油,达到国家标准,得率为94.30%。     

以碱土金属为助剂的CuO/CeO_2水煤气变换催化剂的催化性能

采用共沉淀法制备了系列CuO/CeO_2-MO(M=Mg、Ca、Sr和Ba)催化剂,通过X射线粉末衍射、M_2物理吸附、N_2O选择性化学吸附、H_2程序升温还原和循环伏安法等手段对催化剂的物化性能进行表征,考察了富氢条件下水煤气变换反应中碱土金属氧化物作为助剂对CuO/CeO_2催化剂性能的影响。结果表明,BaO作为助剂可降低载体CeO_2和CuO的晶粒度,有效增大催化剂的比表面积,提高铜组分的表面分散度,并有利于更多与载体表面氧空位有强相互作用的CuO物种的形成,从而获得较高的催化活性。MgO、CaO和SrO的添加对催化剂活性影响较小。关联活性数据和结构表征结果,推断CuO/CeO_2催化剂在水煤气变换反应中的有效活性位是与载体CeO_2表面氧空位强相互作用的单质Cu。     

MgO/C-CoPcS催化剂的制备及其催化氧化脱硫醇性能

以碳酸镁、活性炭为原料，采用浸渍法制备了一系列MgO/C-CoPcS脱硫醇催化剂。研究了活性组分磺化酞菁钴（CoPcS）负载量和n(Mg)∶n(C)对催化剂活性的影响。通过XRD和BET对催化剂进行表征。实验结果表明， n(Mg)∶n(C)=0.2，CoPcS负载质量分数为1％时，催化剂活性最高。CoPcS的加入对催化剂的晶型没有影响；随着n(Mg)∶n(C)增加，MgO特征峰加强，比表面积降低。制备了n(Mg)∶n(C)=0.2，磺化酞菁钴负载质量分数为1％的MgO/C-CoPcS催化剂，进行了微型固定床反应实验。空速为2 h-1条件下，反应超过750 h，转化率保持在99％以上。     

固体碱催化剂用于油脂甲醇酯交换反应制备生物柴油

固体碱催化剂用于酯交换反应制备生物柴油有易分离、流程简单的优点。通过金属氧化物活性筛选,发现氧化钙具有很好的酯交换反应活性。将乙酸钙溶液等体积浸渍负载于碱性载体MgO上,并煅烧得到了氧化钙负载量为16.5％(质量)的CaO/MgO混合氧化物催化剂,其在油脂甲醇酯交换反应制备生物柴油的过程中具有高的反应活性。在64.5℃、醇油比18∶1 、催化剂用量2%、反应3.5 h条件下,油脂转化率为92%,接近传统的液体强碱NaOH的催化能力。用XRD、AAS、XPS、CO2 -TPD等对制得的系列催化剂进行了表征,发现催化剂的碱强度对酯交换反应有着重要的影响。通过选择合适的载体、含钙前驱体和氧化钙负载量可以增加负载型氧化钙催化剂的强碱性位,提高催化剂的反应活性。     

An efficient novel regeneration method for Ca-poisoning V2O5-WO3/TiO2 catalyst

Ca poisoning and regeneration on V₂O₅-WO₃/TiO₂ catalysts for selective catalytic reduction of NOx was investigated based on the changes of activity, structure, reducibility, acidity and reaction details. It is found that high contents of CaO can lead to CaWO₄ formation and thus passivate bulk tungsten species and surface acid sites of fresh catalyst. Additionally, reactable surface oxygen species and reducibility are also greatly suppressed by CaO species. However, unlike previous regeneration method, HEDP showed exclusive and excellent removal rate of CaO without large active ingredients loss, which had a better prospect of industrial application.     

Characterization of magnesium promoted Co/SiO2 catalysts

Co/SiO₂, Mg-Co/SiO₂, and Co-Mg/SiO₂ catalysts were prepared from nitrate precursors to get more insight into the effect of magnesium promotion on the cobalt catalyst. The desorption characteristics and reactivity of the catalysts towards synthesis gas were evaluated in a pulse micro reactor connected to an on-line quadrupole mass spectrometer. The presence of MgO both decreased the extent of reduction and increased the dispersion of cobalt. The reactivity results suggested that MgO promotion created new types of active sites, probably at the edge sites of cobalt and magnesium. The highest activity per metallic site available was obtained with a Mg: Co molar ratio of 1/2, i.e. with a high amount of edge sites. In accordance with previous results the formation of CO₂ was clearly suppressed in the presence of MgO, and methanol was formed in trace amounts.     

载体改性对Cu/B/Al2O3结构及其催化醋酸仲丁酯加氢性能的影响

以γ-Al₂O₃为载体采用分步浸渍法制备了不同金属氧化物进行载体改性的Cu/B/M/Al₂O₃(M=Mg,Ca,Ni)催化剂,并测试了其催化醋酸仲丁酯加氢反应的性能。结果表明,以NiO进行载体改性的催化剂导致酯加氢反应中大量酸催化产物及烃类出现;以MgO进行载体改性不利于金属Cu的分散且催化剂的结构稳定性较差;以CaO对γ-Al₂O₃载体进行改性不仅能够促进金属Cu的分散,提高催化剂的酯加氢活性和产物选择性,而且可以有效减少反应中非活性碳物种在催化剂表面的沉积。     

用于低温液相合成甲醇的Cu/MgO/ZnO催化剂

采用并流共沉淀法制备了不同Cu:(Mg+Zn)及Mg:Zn摩尔比的铜基催化剂Cu/MgO/ZnO,用于低温液相甲醇的合成,并对比了Cu/ZnO及Cu/MgO催化剂,分析了催化剂中载体MgO的作用. 结果表明,MgO的引入有利于催化剂中Cu+的生成并均匀分散在载体中,可提高催化剂的催化活性. 以合成气CO+H2为原料,在443 K和5.0 MPa条件下,采用液体石蜡作溶剂,考察了催化剂的催化性能. 结果表明,Cu/MgO/ZnO催化剂的活性优于Cu/ZnO和Cu/MgO催化剂,且当Cu:Mg:Zn=2:1:1时催化性能最好,此时合成气中CO的转化率为63.56%,甲醇的选择性为99.09%,时空收率为5.413 mol/(kg×h). 分析了Cu/MgO催化剂在高温反应条件下的失活现象,认为铜烧结是其失活的主要原因.     

Oxidative coupling of methane to C2-hydrocarbons over lithium–cerium-promoted MgO and MgO–CaO catalysts

The oxidative coupling of methane to ethylene and ethane was studied over lithium–cerium-promoted MgO and MgO–CaO catalysts in the presence of molecular oxygen at 730°C and at atmospheric pressure in a continuous flow, fixed bed quartz reactor. The catalysts were prepared by an impregnation method and finally calcined at 900°C. The surface area, pore size distribution and pore volume of the catalysts were determined. The feed consisted of only methane and oxygen in the molar ratio of 2:1. The results obtained over the catalyst systems, viz. (i) lithium–cerium-promoted MgO and (ii) lithium–cerium-promoted MgO–CaO, have been compared. A relatively high C₂-selectivity has been obtained with Li–Ce-promoted MgO–CaO catalysts. The optimum yield and selectivity for C₂-hydrocarbons were found to be 21·5% and 76·8% respectively at a methane conversion of 28% over Li (7 wt%)–Ce (2 wt%)-doped MgO–CaO (3:1 wt ratio) catalyst. The various factors governing the activity and the selectivity of the catalyst systems have been discussed.