V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%~10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355~420 ℃的温度范围内NO脱除率为80%~85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。     

不同TiO2载体的SCR脱硝催化剂性能研究

采用分步浸渍法制备了两种脱硝催化剂,它们分别以锐钛型纳米级TiO_2和工业级TiO_2为载体,负载V_2O_5和WO_3在固定床反应器中,研究相同条件下不同载体对催化剂脱硝性能的影响,并通过比表面积测定、X-射线衍射和扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行研究。试验表明,以纳米级TiO_2为载体的催化剂具有较好的性能。     

制备参数对V_2O_5/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

研究分析了制备参数对V2O5/TiO2催化剂选择性催化还原脱硝性能的影响,考察了V2O5/TiO2催化剂的抗水抗硫性能。结果表明,载体TiO2的比表面积越大,结晶度越弱,越有利于V2O5/TiO2催化剂上的SCR反应;在煅烧温度为500℃和煅烧时间为5 h的条件下制备的1 wt.%V2O5/TiO2催化剂具有最高的脱硝活性,在典型的SCR反应温度范围(300～400℃),NO转化率达到92.7%～98.8%;随着催化剂上V2O5担载量的增加,有序的V2O5晶体随之增加,反应温度的升高将导致N2O生成量的增多,降低催化剂的选择性;当烟气中含有10%H2O和(0～0.2%)SO2时,对V2O5/TiO2催化剂的脱硝活性影响不大。     

蜂窝状V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（NH3/NO、水蒸汽等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO2的氧化率和氨逃逸量的影响。发现自制蜂窝状催化剂在空速比（SV）小于3500h-1、NH3/NO在 0.9~1.0、温度320~420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求，低含量（低于2％）水蒸汽可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸汽对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸汽的加入会使NO脱除温度窗口拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。     

基于过氧钛系的SCR低温催化剂性能研究

以工业级偏钛酸为原料制备过氧钛系溶胶(PTC)作为SCR催化剂载体前驱物,选取6种金属元素及其组合作为活性组分,研究SCR低温催化剂的性能。低于220℃时,所有催化剂的脱硝效率都随着反应温度提高而增加。对于单活性组分催化剂,最高脱硝效率依次为98.7%(Ce/TiO2)>92.4%(Mn/TiO2)>89.7%(Fe/TiO2)>83.6%(Cu/TiO2)>66.8%(Zr/TiO2),低于200℃时Mn/TiO2的脱硝性能最佳。因此,基于Mn/TiO2分别掺杂了Ce、Cu和W,最高脱硝效率依次为97.3%(Mn-Ce/TiO2)>93.9%(Mn-Cu/TiO2)>90.0%(Mn-Ce-Cu/TiO2)>86.1%(Mn-W/TiO2)。分别掺杂Ce或Cu都能提高Mn/TiO2性能,同时掺杂却会产生抑制。基于上述结果,进行了BET、SEM及XRD的表征。结果表明,自制载体为锐钛型纳米TiO2,比表面积较大;不同催化剂的低温脱硝性能相差较大,Mn-Ce/TiO2被认为是较有前景的活性组分组合。     

CuO/γ-A1203和CuO-Ce02-Na20/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性.2类催化吸附剂250～400℃范围内脱硝效率稳定在70%以上.在350℃时效率稳定在最高值.利用程序升温方法研究了2类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化生成N2、NO和N20,是脱硝效率下降的主要原因.CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成NO2,NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用.改进的CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高了催化剂脱硝效率.催化反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,再与吸附催化剂上的NH3反应.     

焙烧温度对Mn-Cu/TiO2催化剂性能的影响

Mn-Cu/TiO2具有较大的比表面积、活性组分与TiO2强烈的相互作用、良好的氧化还原能力以及较高的吸氨能力。故将溶胶凝胶法制备的Mn-Cu/TiO2催化剂,应用于NH3低温选择性催化还原(SCR)脱硝技术。为提高该催化剂的活性和抗SO2中毒能力,研究了溶胶凝胶法焙烧温度对Mn-Cu/TiO2催化剂催化性能的影响,并通过吸附N2能力测试(N2-BET)、X射线衍射试验(XRD)、H2和NH3的化学吸附特性测试(H2-TPR、NH3-TPD)等多种手段对催化剂的理化性能进行表征。研究发现,在400℃下焙烧制备的催化剂拥有最佳脱硝活性和抗SO2中毒能力。     

CuO/g-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/g-Al2O3催化吸附剂的脱硝性能

利用改进的溶胶凝胶法制备纳米孔径的CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。两类催化吸附剂250～400℃范围内脱硝效率稳定在70％以上。在350℃时效率稳定在最高值。利用程序升温方法研究了两类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化,是脱硝效率下降的主要原因。CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成NO2,NO2生成有利于脱硝反应的进行。NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用。改进的CuO-CeO2-Na2O/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高催化剂了脱硝效率。催化剂反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,其再与吸附催化剂上的NH3反应。     

微波制备3V5Mn5Ce/TiO_2烟气脱硝催化剂实验研究

采用微波辐射干燥制备3V5Mn5Ce/TiO2脱硝催化剂,考察反应条件对其脱硝活性的影响,并运用XRD、SEM和BET手段对催化剂进行了表征;通过NH3、O2和NO的瞬态响应实验探讨此催化剂的SCR反应机理。结果表明,催化剂具有较好的SCR脱硝活性,空速30000 h-1,220℃时脱硝效率达到93.9%;微波干燥能够增大催化剂的比表面积,减轻粒子的团聚,使晶粒变小,分布更加均匀,提高催化剂的SCR活性;瞬态响应实验表明在此催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理。     

纳米负载型选择性催化还原反应催化剂的制备和性能研究

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了以陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂,并用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子透镜(transmission electron microscopy,TEM)表征了催化剂的晶型和形貌。研究了TiO2凝胶热处理温度和WO3负载量等重要参数对催化剂在以NH3为还原剂的选择性催化还原(selective catalytic reduc- tion,SCR)系统中的反应温度窗口、抗硫性的影响。最后考察了催化剂在不同NH3/NO比、O2含量、空速等因素下的性能指标。结果表明,在260~420℃的温度范围内,以陶瓷为骨架的负载型纳米V2O5-WO3/TiO2催化剂具有较高的SCR催化活性,且性能稳定; TiO2以锐钛形式存在的催化剂表现出高的抗硫性能,而TiO2以锐钛和金红石混晶形式存在时,抗硫性能比较差,但硫的中毒是可逆的,可再生;WO3负载量的增加提高了催化剂的活性。     

TiO2纳米微球的制备及其性能研究

采用熔盐法于700℃制备了TiO2纳米材料,通过XILD、SEM和荧光光谱对样品的结构和性能进行表征。结果表明：产物形貌规整,平均粒径约20nm。组装锂离子模拟电池,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等方法研究TiO2的电化学性能。电化学测试结果表明,在1．0～2．5V,0．25C下,Li^＋嵌入和脱嵌过程中,在1．73V和1．93V处有两个电压平台。首次嵌锂和脱嵌容量分别为223mAh／g和203．6mAh／g。经过5次循环后放电容量为213．2mAh／g,保持率为95．61％,10次循环后放电容量为183．5mAh／g,保持率为82．29％;15次循环后放电比容量为160．1mAh／g,保持率为71．79％。循环伏安测试显示作为锂电负极的TiO2具有很好的可逆性。     

TiO2/NiCuZn复合材料的电磁性能

铁电铁磁复合材料是一种由铁电相和铁磁相复合而成的重要功能材料,将对电子设备的小型化和高度集成化起到相当关键的作用.研究以铁电性的TiO2和铁磁性的NiCuZn铁氧体为原料,采用固相反应法合成一系列TiO2/NiCuZn复合材料,考察了材料配比和烧结温度对复合材料介电性能和磁性能的影响.实验表明,随着TiO2含量的增加,复合材料的磁导率显著降低,但同时介电性能会得到改善.对于NiCuZn含量为80wt%的材料,在900～1200 ℃的烧结温度范围,随着烧结温度的升高介电常数与磁导率也都会随之升高.这种TiO2/NiCuZn复合材料同时具有电感和电容两种特性,有望在未来的集成电路中广泛使用.     

掺杂TiO2的ZnO压敏电阻低压化机理研究

介绍了氧化锌(ZnO)低压压敏电阻研究的必要性.分析了TiO2添加剂促进ZnO压敏电阻晶粒长大的过程和机制;探讨了ZnO压敏电阻低压化机理.宏观电性能测试表明:ZnO压敏电阻中TiO2添加剂的加入,可很好地实现ZnO压敏电阻低压化的目的.     

锂离子电池负极材料TiO_2的研究进展

综述了近年来锐钛矿TiO2、金红石TiO2、TiO2[B]及板钛矿TiO2用作锂离子电池负极材料的研究进展;比较了各种晶型的特点和嵌脱锂机理;探讨了制备方法、结构和形貌对TiO2嵌脱锂的影响;提出了TiO2库仑效率、倍率性能和循环性能不佳的原因和可能的解决方法.     

纳米TiO_2光催化氧化法处理ABS有机废水的研究

围绕纳米TiO2光催化技术研究了光催化降解ABS有机废水的可行性及影响催化反应的因素,在光催化降解ABS有机废水的实验中,考察了水样的pH值、催化剂的最佳投加量、不同紫外灯对降解ABS废水的效果的影响。研究结果表明用纳米TiO2在紫外灯的照射下,催化氧化ABS有机废水的方法是可行的。     

PVDF-PMMA／LiClO4／TiO2电解质膜的研究

研究了在不同条件下生成的TiO2以及增塑剂对电解质导电性能和力学性能的影响。由TEM分析发现,TiO2质量分数为10％、搅拌和超声条件TTiO2分散性最好。在TiO2含量5％wt、搅拌和超声条件下电导率达到1．38×10^-3S／cm。研究发现,TiO2的加入增加了材料的拉伸弹性模量,减小了断裂伸长率;而增塑剂的存在使材料的拉伸弹性模量减小,使断裂伸长率增加。     

以TiO2为载体的烟气脱硝催化剂研究进展

介绍了选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术中催化剂的应用及对催化剂载体TiO2的选择。结合国内外最新的研究动态,介绍了目前最流行的以TiO2为载体的催化剂的主要组分：载体、活性物质、助催化剂的选择,以及对于催化剂催化活性影响较大的几个因素,总结了不同催化助剂对催化剂活性及催化剂稳定性等的影响。     

锐钛矿TiO2纳米粉体材料的制备及脱除废水中Hg2+的研究

燃煤电站产生的二价汞污染物,易被湿法洗涤系统脱除,而转移到废水系统容易造成二次污染.以钛酸四丁酯溶液为前驱体,成功制备了锐钛矿TiO2纳米粉体材料,对其结构和形貌采用TGA、TEM、BET和XRD分别进行了表征.在有无紫外光照射条件下,比较、测试了其对废水溶液中二价汞污染物的脱除作用.     

LiCoO2的TiO2包覆原理探索研究

文献中对LiCoO2材料的表面包覆已经进行大量的报道,清晰显示LiCoO2的表面改性对材料循环性能产生了重要正性效应。然而,材料的包覆原理和作用机制直到目前仍然模糊不清,没有一个确定统一定论。采用溶胶-凝胶法,结合TiO2与LiCoO2体相反应的研究结果,详细地研究了TiO2对LiCoO2的包覆效应,建议了可能包覆原理和作用机制。     

Mn-Fe/TiO2低温NH3选择性还原NO催化活性及其反应机制

采用共沉淀沉积法制备了Mn-Fe/TiO2 NH3选择性催化还原(SCR)NO催化剂，80℃时即获得了92.5%的NOx转达化率，在j( H2O) = 6% 和 j( SO2) =0.01%条件下120℃时转达化率保持在95%以上。X衍射光谱(XRD)结果表明，Fe2O3与与MnO2存在相互作用，两者均匀地分散在载体TiO2表面。傅立叶转换红外(FT-IR)及原位红外(Situ IR)光谱分析得出反应机理为：Fe2O3为助催化剂，NH3主要以-NH2形式吸附在MnO2的Lewis酸中心上，与NO生成中间产物NH2NO，再分解成最终产物N2和H2O；少量以NH4+形式吸附在Br?nst酸中心上。O2能同时增加Lewis酸中心和Br?nst酸中心形成中间产物的途径。