CS_2毒化Cu/ZnO/Al_2O_3水汽变换催化剂热力学分析

利用HSC 6.0热化学数据库对Cu/ZnO/Al_2O_3水汽变换催化剂CS_2中毒进行了热力学计算。分析了催化剂的活性组分、抗毒成分和载体在变换条件下可能发生的化学反应和产物。结果表明:变换原料气组分(CO、H_2O)能引起催化剂CS_2中毒。其中,CO对催化剂CS_2中毒的影响最大,中毒产物为CuS、SO_3和C。温度高于280℃时,ZnO提高了催化剂的抗毒性。Al_2O_3载体化学性质未受到反应气氛(CS_2、CO、H_2O)的明显影响。     

CO变换制氢催化剂PH3中毒的热力学

从热力学角度分析了高温变换温度范围内B112型变换催化剂PH3中毒过程中可能发生的化学反应及其产物,确定导致催化剂中毒的主导反应.结果表明,在623～803 K,催化剂活性中心Fe3O4和PH3在不同气氛下会生成不同的磷铁化合物.在O2,CO,CO2和H2O气体分别参与Fe3O4和PH3反应时,都可能生成FeP,FeP...     

铜基低温水汽变换催化剂HF中毒热力学分析

采用HSC Chemistry 5.1软件计算了铜基催化剂在低温(150~300℃)水汽变换条件下发生HF中毒的热力学可能性,分析和讨论了催化剂中毒可能发生的化学反应及中毒产物。结果表明,变换原料气的主要组分(CO、H_2、H_2O、N_2、O_2)中,仅有O_2能导致催化剂发生HF中毒,升高活性温度能抑制中毒反应的自发向右进行,中毒产物由易到难的生成顺序为CuF_2CuFCu(OH)_2。     

铜基低变催化剂H_2S中毒机理热力学分析

为掌握CO变换制氢过程中催化剂中毒机理,采用热力学非均相反应体系中G ibbs自由能最小原理,分析了铜基低温变换催化剂在463.15—523.15 K内H2S中毒过程中可能发生的化学反应及其产物,并结合文献实验结果综合讨论了铜基低温变换催化剂的H2S中毒机理。结果表明:催化剂的H2S中毒过程中,硫酸盐和积碳会造成催化剂的暂时性中毒,生成Cu2S和CuS化合物造成永久性中毒;O2的存在会加快催化剂的中毒反应;铜基低温变换催化剂不适合用于含高体积分数CO原料气的变换反应过程。     

在流动NH_3中催化剂对硅粉氮化的影响

本文研究了在流动NH_3中催化剂对硅粉氮化率、产物相组成的影响。流动NH_3经催化剂后已100％的分解了。未经催化剂的流动NH_3甚至在温度高达1380℃时分解率还只有88％。将上述两种气氛相比,前一种气氛中氨原子N的浓度比后一种气氛中的要高得多。所以,用经催化剂的流动NH_3作氮化气氛和未经催化剂的流动NH_3作氮化气氛相比,硅粉的起始氮化温度和最终氮化温度分别降低了约150℃和40℃,氮化时间也相应缩短了。在经催化剂的流动NH_3中硅粉氮化率随着NH_3流量的增加而提高。这些结果表明:在流动NH_3中氨原子N的存在是加速硅粉氮化的主要因素。     

CO铜基变换催化剂PH_3中毒热力学研究

采用热力学非均相反应体系中的Gibbs自由能最小原理,从理论上分析一氧化碳变换催化剂在高炉煤气气氛下,PH3对铜基催化剂的毒害过程可能发生的化学反应及产物,并对各个反应的吉布斯自由能及化学反应平衡常数进行了对比分析,从而进一步了解CO变换催化剂在高炉煤气气氛下的中毒机理,经过分析可得出:PH3对铜基低温变换催化剂在100—300℃的活性温度下,可使催化剂造成暂时或永久性的失活,主要的中毒产物为CuP2,CuO,Cu2O,Cu3(PO4)2,C,且高炉煤气自身的主要气体混合也可造成催化剂中毒。其中氧气的存在极易造成铜基催化剂的中毒,其中低温变换催化剂的活性物质Cu微晶与O2反应生成Cu2P2O7的吉布斯自由能小于零且绝对值最大,热力学平衡常数最大,该反应是竞争能力最强的主导反应。     

金属氧化物脱硝催化剂钾、钠中毒及抗中毒研究进展

金属氧化物脱硝催化剂是NH_3选择性催化还原技术(NH_3-SCR)中应用最广泛的催化剂,但在使用过程中易受到碱金属钾、钠的影响,使其脱硝活性下降甚至失效。本文介绍了不同金属氧化物催化剂进行脱硝时的反应机理,以及存在钾、钠时金属氧化物催化剂的物理和化学失活机理,系统介绍了催化剂抗钾、钠中毒改进的技术方法,即元素掺杂改性、改变载体形状、硫酸化以及酸性气氛等。     

CO铜基变换催化剂氰化氢中毒机理热力学研究

为了掌握CO变换催化剂在高炉煤气气氛下的中毒机理,文中采用热力学非均相反应体系中的Gibbs自由能最小原理,从理论上分析了CO变换催化剂在高炉煤气气氛下,HCN中毒可能发生的化学反应及产物。对各个反应的吉布斯自由能及化学反应平衡常数进行了对比分析,结果表明:氰化氢(HCN)对于铁基高温变换催化剂在其活性温度下的中毒作用很小,而对于铜基低温变换催化剂在100—300℃的活性温度下,主要的中毒产物为CuCN,CuO,Cu2O,Cu(OH)2,C,且高炉煤气自身的主要气体混合也是使催化剂中毒的原因之一。此外,氧气的存在会加快催化剂的中毒反应。其中低温变换催化剂的活性物质Cu微晶与CO和O2反应的吉布斯自由能小于0,且绝对值最大,热力学平衡常数最大。这个反应是竞争能力最强的主导反应。     

原位拉曼和红外技术对二氧化铈脱硝催化剂硫酸化处理过程的研究

NH_3选择性催化还原NOx技术的关键是催化剂,其中,理解催化剂的硫中毒机制是获取抗硫中毒催化剂的有效方法。借助原位拉曼和红外表征考察氧化态、还原态CeO_2催化剂在二氧化硫、氧气处理气氛中体相和表面硫酸盐以及氧缺陷的变化。NH_3-SCR催化反应结果表明,硫酸化还原态CeO_2具有较优的脱硝性能,这主要来源于还原态CeO_2上的缺陷,有利于氧化SO_2,产生表面硫酸盐,增强催化剂酸性,同时抑制体相硫酸盐的生成,促进NH_3-SCR反应的进行。     

净化黄磷尾气中铁基高温水汽变换催化剂中毒机理

根据非均相反应体系的热力学有关理论,分析了高温水汽变换温度范围(623～803 K)内B112型铁基水汽变换催化剂在净化黄磷尾气气氛下受磷化氢、砷化氢、氟化氢和硫化氢作用而中毒可能发生的化学反应及产物,讨论了铁基高温变换催化剂的中毒机理.结果表明:磷酸盐、砷酸盐、硫酸盐、单质硫和积炭主要造成催化剂的暂时性中毒;磷铁化合...     

FexMnCe1-AC低温SCR催化剂SO2中毒机理研究

以活性炭为载体,通过超声辅助浸渍法制备了一系列Fe_xMnCe_1-AC催化剂,考察了该系列催化剂的低温NH_3-SCR脱硝活性,确立了活性最佳的催化剂,并探究了SO_2对其脱硝性能的影响。结果表明,Fe_(0.1)MnCe_1-AC催化剂低温脱硝活性最高,在120～220℃范围内NO的转化率均在90%以上(无SO_2)。此外,在180℃、SO_2浓度为429 mg/m~3时,该催化剂仍能保持77%左右的脱硝率。通过BET、XRD、XPS、H_2-TPR、NH_3-TPD、FT-IR、TGA等表征手段对催化剂的SO_2中毒机理进行了分析。研究发现,SO_2能与NH_3及催化剂中金属组分生成硫酸铵盐((NH_4)_2SO_4、(NH_4)_2SO_3)、MnSO_4等物质,改变了原催化剂孔道结构并减少了催化剂表面Br?nsted和Lewis酸性位点,抑制了催化剂吸附NH_3的能力。更多地,SO_2促使催化剂中Mn~(4+)、Ce~(3+)、Fe~(3+)和Fe~(3+)—OH~-基团数量下降,表面可还原物质减少,从而降低了催化剂的脱硝活性。     

CeO2基水煤气变换催化剂COS中毒热力学研究

为探究COS对Ce O₂基水煤气变换催化剂的中毒机制，用HSC Chemistry 6.0热力学数据库对Ce O₂变换催化剂的COS中毒热力学进行了模拟计算，从热力学角度分析了在100～450℃水气变换温度下，COS分别与CO、H₂O和O₂共存时，Ce O₂催化剂可能发生的反应及产物。结果表明，温度分别高于150℃和300℃时，H₂O-COS-Ce O₂和CO-COS-Ce O₂体系中的Ce O₂硫中毒可被明显抑制；O₂对Ce O₂硫中毒的影响最大，整个催化温度范围内，O₂-COS-Ce O₂体系中所有反应均可自发进行，含S固态产物为Ce₂(SO₄)₃、Ce S₂和S。     

纳米TiO_2的制备及对低氨氮含量废水的去除效果研究

采用水热法成功制备出了纳米TiO_2,并在自制光催化反应装置中进行了对低氨氮含量废水去除效果的研究。探究了体系中催化剂含量、温度、p H等因素对去除NH_3-N的影响,并考察了不同初始NH_3-N含量下的去除情况及最终产物。结果表明,初始质量浓度为50 mg/L的NH_3-N废水,在254 nm紫外灯的作用下,当催化剂用量为1.0g/L,废水初始pH=11.0,曝气量150 mL/min,温度为60℃,光照2 h,NH_3-N去除率可达90%以上,常温下可达45%以上。反应最终产物硝态氮和亚硝态氮的含量均较低,体现了该催化剂具有将NH_3-N转化为N2的良好光催化氧化选择性。此外,将该催化剂应用于生活污水的处理,发现对其中的NH_3-N和TN具有较好的去除效果。     

NH_3-SCR脱硝催化剂研究进展

综述了NH_3-SCR脱硝催化反应机理及近年来文献报道的脱硝催化剂体系(V、Mn、Ce基等过渡金属氧化物和复合氧化物催化剂,Fe、Cu离子交换型分子筛催化剂),并对各种催化剂的优势和不足进行分析评述。虽然目前催化剂体系众多,但催化剂宽裕的高活性操作温窗、高温水热稳定性和耐毒性仍有待提高。最后指出,开发新型催化剂、改善催化剂的高温水热稳定性、提升抗中毒能力和绿色合成是未来NH_3-SCR脱硝催化剂研究的重要方向。     

柴油车NH3选择性催化还原NOx催化剂研究进展

柴油车是机动车NO_x排放的主要来源,NH_3选择性催化还原(NH_3-SCR)技术能有效控制NO_x排放,SCR催化剂作为该技术的核心而备受关注。本文总结了柴油车SCR催化剂的主要类型,概述了不同催化剂表面的催化反应机理,分析了催化剂中毒失活的机制及催化反应动力学,并对柴油车SCR催化剂的发展前景进行了展望,指出开发多功能、新型、高效的耦合催化单元是今后的研发方向。     

MnO_x/WO_3/TiO_2低温选择性催化还原NO_x机理的原位红外研究

浸渍法制备15%MnO_x/5%WO_3/TiO_2低温脱硝催化剂,利用原位傅里叶变换红外(in situ FT-IR)设计包括多种吸附反应以及不同预处理方式的微观暂态试验与微观稳态试验,研究其NH3-SCR脱硝反应机理,并推测反应路径。结果表明,催化剂的NH_3-SCR反应主要以Eley-Rideal机理方式进行,仅在一定温度条件下可以看到Langmuir-Hinshclwood反应路径。催化剂表面Lewis酸位的NH_3吸附是还原剂的主要来源,Br?nsted酸位吸附的NH_4~+随温度上升参与反应的比例略有提高。NH3的吸附活化是整个反应的控制步骤,吸附态NH_3更易与NO_2发生反应,NO与催化剂表面的相互作用明显弱于NO_2。NO会在催化剂表面氧化活性中心形成大量双齿配位型硝酸盐,阻碍NH_3的吸附和活化,O_2存在条件下促进NH_3-SCR反应进行,阻止NO在催化剂表面形成双齿硝酸盐。NO与NH_3在催化剂表面存在吸附竞争,NO的吸附作用强于NH_3,温度达到100℃后吸附的NH_3方可大量活化并与NO_x发生进一步反应。     

CO铁基高温变换催化剂羰基硫中毒热力学

采用热力学计算方法分析了高温铁基变换催化剂在密闭电石炉气条件下与羰基硫(COS)可能发生的反应及其产物,比较不同反应的吉布斯自由能和化学平衡常数。结果表明,在催化活性温度300~600℃,COS,Fe3O4与O2反应生成Fe2(SO4)3和CO2的反应的吉布斯自由能小于0且绝对值最大,热力学平衡常数最大,是竞争能力最强的主导反应。所有可能发生的反应的主要产物为FeSO4,Fe7S8和FeS,会使催化剂永久地丧失部分或全部活性,造成永久性中毒。     

(NH_4)_2SO_4改性Cr/V双金属催化剂的制备及乙烯聚合研究

在Phillips催化剂基础上开发出CrOx-VOx/SiO_2双中心催化剂,并用(NH_4)_2SO_4对其进行改性,考察了(NH_4)_2SO_4的浸渍方式、浸渍量和催化剂焙烧温度对乙烯聚合行为和产物结构与性能的影响。结果表明,(NH_4)_2SO_4改性的铬钒双金属催化剂的乙烯聚合活性得到提高,且随(NH_4)_2SO_4负载量的增加,活性呈现先增加后降低的趋势。采用共浸渍制备的催化剂的乙烯聚合活性大于分布浸渍法。(NH_4)_2SO_4对V活性组分有促进作用,使改性催化剂的均聚产物分子质量增加,加入1-己烯共聚单体后,分子质量进一步增加。     

一氧化碳变换工艺技术进展

文章对近年来一氧化碳变换工艺技术进行了综述,主要包括:新型催化剂的研发及理论研究现状;催化剂防中毒机理研究及防中毒措施;一氧化碳变换操作工艺及防中毒操作措施;一氧化碳变换计算机辅助模拟技术;新型的变换设备。最后,对一氧化碳变换工艺进行了展望。     

赤泥催化剂的制备及其对模拟烟气中微量氨的脱除性能

以赤泥固废为原料,采用酸解-碱沉淀法制备了赤泥粉体催化剂,并提出一种将催化剂直接喷入SNCR尾气中的除氨工艺,考察了催化剂加入点温度、空速、NH_3浓度及水蒸气对氨去除能力的影响。研究发现,该催化过程具有很高的活性和N_2的选择性,450℃以上NH_3的转化率可达100%,同时在400～500℃间,N2的选择性高于80%,达到了很好的除氨效果;在500℃,空速为3×10~6～6×10~6h~(-1)之间时,出口NH_3浓度均为0;此工艺对于逃逸NH_3浓度的适用性较强,入口[NH_3]=50×10~(-6)～1000×10~(-6)mol/L范围内均可完全脱除,且具有一定的抗水能力。通过一系列表征发现,该种方法制备的赤泥催化剂不仅消除了原始固废的强碱性,还提高了其表面酸性,具有较高的比表面积、孔容和丰富的表面微观结构,使NH_3的吸附及活化反应能力大大增加;该催化剂过程遵循iSCR机理,在400～500℃温度区间主要发生NH_3-SCO反应,低于400℃主要发生NH_3-SCR反应,粉体催化剂通过NH_3-SCR和NH_3-SCO协同反应达到了去除尾气中微量氨的目的。