低温等离子体改性CuO/ZrO_2催化剂上乏风瓦斯催化燃烧性能

以氧气为改性气体,利用介质阻挡放电反应器,对CuO/ZrO_2催化剂进行低温等离子体改性,制备了改性CuO/ZrO_2催化剂,用于乏风瓦斯催化燃烧,并分析了其反应动力学特性。研究了等离子体处理时间、氧气空速、放电电压、放电频率及等离子体处理顺序对催化剂性能的影响。结果表明,对CuO/ZrO_2催化剂进行等离子体处理30min较合适;CuO/ZrO_2催化剂的活性随着改性气体氧气空速的增大而增强,随着放电电压和放电频率的增大先增强后减弱;用先等离子体处理后焙烧的方式制备的催化剂,其催化性能有所提高,而用先焙烧后等离子体处理的方式制备的催化剂,催化性能不但没有提高反而降低。用改性过的CuO/ZrO_2催化剂催化乏风瓦斯燃烧,可使T10降低41℃、T50降低27℃、T90降低35℃,可使反应活化能由71.25kJ/mol降低为63.19kJ/mol。     

乏风瓦斯催化燃烧实验研究

制备了含有稀土元素涂层的铂、钯贵金属堇青石载体催化剂,用低浓度甲烷对该催化剂进行催化燃烧实验,研究了不同反应温度、不同甲烷体积分数、不同反应空速下甲烷的转化率。实验结果表明:在反应空速为30 000 h-1条件下,温度为450℃时,甲烷转化率为68%左右,达到催化剂的起燃温度;在700℃时,甲烷转化率达到100%。甲烷体积分数为0.2%~1.5%时,甲烷转化率都超过了99%,该催化剂适用于乏风瓦斯催化燃烧。     

煤矿乏风瓦斯燃烧用催化剂研究进展

煤矿瓦斯是煤矿伴生气,其主要成分甲烷是全球第二大温室气体,温室效应是二氧化碳的21倍。煤矿瓦斯的直接排放将加剧温室效应及环境污染,因此近年来煤矿瓦斯的治理受到广泛关注。煤矿瓦斯中乏风瓦斯(甲烷浓度0. 1%～1. 0%)占比超过70%,该气体无法通过常规的燃烧方式处理和利用。催化燃烧作为一种脱除低浓度甲烷的高效方法,其不仅可以在较低的温度下实现甲烷的氧化,同时还可以减少甲烷处理过程中的NO_x和CO等污染物气体的排放,因此受到了人们的广泛关注。通过归纳近年来催化燃烧技术在催化剂研究方面的进展,重点阐述了催化剂制备方法对催化剂发展的影响,并且探讨了乏风瓦斯催化燃烧技术相关催化剂未来的发展方向。     

缺陷钙钛矿LaMnO3催化煤矿乏风瓦斯燃烧性能

我国煤矿开采乏风瓦斯排量大,其温室效应是CO₂的21倍,会引起严重的环境问题。催化燃烧作为一种高效、绿色的净化技术,在较低温度下可将低浓度甲烷完全转化。目前,甲烷催化燃烧反应的关键科学问题是氧活性位的确认及其催化机制。采用溶胶-凝胶法制备一系列不同物质的量比La/Mn的菱形钙钛矿LaMnO₃-x催化剂,并考察其在甲烷催化燃烧的反应性能。通过X射线衍射、N₂物理吸附、透射电子显微镜和H₂-程序升温还原技术对催化剂的物化性能进行表征。此外,采用X射线光电子能谱、O₂-程序升温脱附和拉曼光谱技术研究了钙钛矿LaMnO₃-x中氧物种的种类和相对含量。X射线衍射结果表明,所有催化剂均为菱形钙钛矿LaMnO₃结构,未观察到其他La和Mn物种的衍射峰。固定床评价结果表明,钙钛矿LaMnO₃-90具有介孔孔道,比表面积较大,且具有最多的体相和表面晶格氧物种,使其催化活性最高。此外,缺陷钙钛矿LaMnO₃-9...     

乏风瓦斯催化氧化燃烧燃气轮机发电技术研究进展

对矿井乏风瓦斯催化氧化燃烧燃气轮机发电技术以及催化燃烧所需的整体式催化剂进行了综述,介绍了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术的原理,催化燃烧室的关键技术是采用两种不同催化剂分多级装填的方式,回热装置的最新技术是更高效紧凑的主表面式回热器。提出了催化氧化燃烧燃气轮机发电技术工业化进程的发展方向。     

适于煤矿乏风催化燃烧的高性能催化剂制备方法实验研究

通过正交实验设计,改变负载贵金属焙烧温度、贵金属含量和铂钯质量比,采用浆料涂覆法和浸渍法制备了含有稀土元素涂层的铂、钯贵金属整体式催化剂。借助于BET和SEM分析方法对催化剂的物理化学性质进行了表征。在常压连续流动固定床反应器中,用乏风瓦斯系统地考察了上述3种制备条件下的催化剂性能,以及空速对催化剂性能的影响。实验结果表明,催化剂的最佳制备条件为:负载贵金属焙烧温度750℃,贵金属含量1.41 kg/m3,铂钯质量比6∶1。在空速为40 000 h-1、反应温度为450℃条件下,乏风中甲烷转化率可达98.9%。     

Pd/Zr/Al_2O_3风排瓦斯燃烧整体催化剂催化反应机理

以同时具有介孔和微米级大孔的新型多级孔道Al_2O_3整体柱为载体,Ce,Zr为助剂,制备得到Pd/Al_2O_3整体式催化剂,研究了催化剂的超低浓度风排瓦斯甲烷催化燃烧的反应性能,并结合实验结果,对Pd/Zr/Al_2O_3催化剂上甲烷燃烧的催化反应路径进行了探索分析。研究结果表明:所合成的添加助剂Ce,Zr的Pd/Al_2O_3催化剂的超低浓度甲烷氧化低温活性较好,催化剂保留了载体原有的特殊微观结构,比表面积仍然较大,有利于提高催化剂的反应活性。其中助剂Zr的助催性能比Ce的高。推测Pd/Zr/Al_2O_3催化剂上甲烷氧化的催化反应路径为:在助剂Zr的作用下,吸附在Pd O—Pd活性位上的CH4分子中一个C—H键的强度被削弱,小于H与Pd O表面晶格中O原子的键合强度,从而导致一个H原子从CH_4分子中脱出,速控步骤完成后反应快速进行,生成CO_2和H_2O。     

煤矿乏风甲烷氧化新型Pd/Al 2O 3催化剂的合成

运用溶胶－凝胶法合成了同时具有介孔和三维交联通透型微米级大孔的Al2O3多孔材料,并以其为载体采用浸渍法制备得到一种新型的Pd/Al2O3整体式催化剂,考察了不同助剂Ce,Zr,La及不同的助剂负载量对甲烷催化燃烧活性的影响。实验结果表明,所合成的新型Pd/Al2O3催化剂具有良好的低温活性,在CH4体积百分数为1%,反应气体空速为6 000 h -1的实验条件下,Pd/Al2O3的起燃温度只有227 ℃,认为这主要是采用的Al2O3载体材料中存在的三维交联通透型微米级大孔骨架可以提供快速的传质通道,在骨架中存在的纳米级介孔能提供较大的表面积和单位容量,从而有利于提高活性组分的分散性及有效利用效率,提高催化剂的活性。助剂Zr的加入能够降低催化剂的起燃温度,而助剂Ce对催化剂活性的影响与其添加量有关。     

矿井乏风低浓度甲烷CuO/Al_2O_3催化燃烧性能研究

为了考察矿井乏风低浓度甲烷的催化燃烧性能,以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备了不同活性组分Cu负载量和添加助剂Fe的CuO/Al2O3催化剂,在固定床反应装置上考察其对低浓度甲烷催化燃烧反应活性。用BET、XRD、H2-TPR对催化剂进行表征,结果表明,CuO/Al2O3催化剂对甲烷高温催化活性随Cu负载量的增加而降低,助剂Fe的加入能够提高CuO在Al2O3载体表面的分散度,负载助剂Fe的CuO-Fe/Al2O3催化剂具有更高的催化活性。Cu负载量为10%时,添加3%的助剂Fe,可使甲烷完全转化温度降低至640℃。     

Bi2O3催化氧化法处理选矿废水试验研究

研究了用Bi₂O₃催化氧化法处理含黄药的模拟选矿废水的降解效果,分别考察了光照与否、反应时间、废水的pH值、Bi₂O₃用量、黄药浓度、催化剂可重复利用性等因素对催化氧化效果的影响。结果表明,黄药初始浓度30 mg/L,自然pH=7.2,Bi₂O₃用量为1 g/L且无光照条件下搅拌反应60 min,黄药降解率可达99.74%,催化剂重复利用4次仍有较好的活性,且在黄药降解过程中不产生任何中间产物,具有较高的实用价值。     

NaCl辅助低温燃烧合成法制备AL2O3/Cu复合粉末的研究

运用OM、EBSD及TEM以及室温拉伸等方法研究了卷曲温度对含Nb微合金高强钢力学性能波动的影响。结果表明, 降低卷曲温度会诱发珠光体相变并且有利于第二相的析出, 有效阻碍动态再结晶过程, 从而减小再结晶对热轧头部样品与热轧中部样品力学性能波动的影响;将卷曲温度由873 K降至793 K时, 屈服强度波动值由69 MPa降至12 MPa, 抗拉强度波动值由70 MPa降至5 MPa。     

Fe/Al2O3金属陶瓷复合材料的研究进展

介绍了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的制备方法,重点从粉末冶金的角度阐述了Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料制备过程中铁基和陶瓷相的结合机理、制备工艺和材料性能的优化措施,最后就Fe/Al₂O₃金属陶瓷复合材料的未来研究方向进行了展望。     

水蒸气对O2/CO2气氛下煤焦燃烧特性的影响

在热重分析仪上进行O2/CO2/H2O气氛下淮北烟煤煤焦与内蒙古褐煤煤焦的燃烧实验,分析水蒸气浓度、氧气浓度等参数对煤焦燃烧特性的影响,并对其进行燃烧动力学分析。结果表明,在相同氧浓度下,水蒸气的存在使煤焦的DTG曲线峰值向低温区偏移,着火温度、燃烬温度降低。褐煤煤焦综合燃烧特性指数升高,但烟煤焦综合燃烧特性指数先降低后升高,这主要是由水蒸气的低摩尔比热容及水蒸气与煤焦的气化反应共同决定的。在相同水蒸气浓度下,烟煤焦与褐煤焦综合燃烧指数随氧浓度的升高而增大,着火温度、燃烬温度均降低,表明提高氧浓度可改善O2/CO2/H2O气氛下煤焦的燃烧特性。     

O2/CO2气氛下煤焦恒温燃烧NOx释放特性

利用恒温热重-燃烧污染物在线测量系统,研究了O2/CO2气氛下,温度与反应气氛等对煤焦燃烧过程中NO与NO2释放规律的影响。结果表明:温度升高能显著缩短NOx析出时间,提高NO释放速度,降低NO2释放总量,并通过反应动力学参数的变化对该现象进行了解释;提高氧气浓度会导致NO瞬时释放量增加,同时有利于NO向NO2的氧化反应;水蒸气的存在造成CO2与H2O发生协同气化作用,导致煤焦燃烧过程因素更加复杂,一定浓度范围的水蒸气有助于促进NO与NO2的释放;空气气氛下NO瞬时释放量明显高于富氧气氛下,但NO2释放特性差别不大。     

贵金属(Pt,Ag,Ru)负载修饰CuO/CuAl2O4复合光催化剂及其光催化性能

采用一步水热法制备CuO/CuAl₂O₄复合空心球光催化剂,用贵金属(Pt、Ag、Ru)对其进行负载修饰。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM和Uv-vis DRS等方法对所得样品的晶体结构、形貌、组成及光吸收性能进行了表征。在模拟太阳光照射下,以光催化还原二氧化碳生成甲醇的量评价其活性,考察了贵金属种类及其负载量对CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性的影响。结果表明,负载Pt和Ag后均提高了CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性,而负载Ru后其光催化还原活性有所降低。负载1%Pt所得样品4 h光催化还原活性最佳,还原产物甲醇的峰面积为3 127.9,相比原样提高了约2.9倍。对Pt/CuO/CuAl₂O₄的光催化机理进行了初步探讨。     

Al2O3粉体添加对烧结钕铁硼磁性能的影响

研究了在磁体制备过程中添加Al2O3粉体对(PrNd)31(AlCoCuGaZr)1.55B0.98Fe合金磁体密度、微观结构和磁性能的影响。结果表明,随着Al2O3粉末的增加,磁体密度和矫顽力都呈先上升后下降趋势,剩磁与最大磁能积缓慢下降。Al2O3粉末添加量为0.1%时,磁体密度提升0.01g/cm3,继续添加,密度开始下降;当添加量为0.2%磁体矫顽力显著提升（提高5%）,综合磁性能最佳。显微组织表明,适量添加Al2O3,磁体平均晶粒尺寸减小,能改善磁体显微组织,促进磁体致密化。此外分布在晶界中的Al2O3/Re2O3,能够钉扎晶界,细化晶粒,提高磁体矫顽力。     

La2O3对TA2钛电解渗硼的影响

以无水硼砂为渗硼剂、K₂CO₃为活化剂、B₄C为供硼剂、La₂O₃为添加剂,对TA2金属钛进行电解渗硼,研究La₂O₃对渗硼层形貌的影响。结果表明,硼化层由表面层的TiB2和次外层的TiB晶须组成。在相同渗硼工艺条件下,不添加La₂O₃时,TiB晶须长度为92.61 μm,TiB2厚度为6.38 μm; 添加5%、10%和15%La₂O₃后,TiB晶须长度分别为100.39、121.65和144.83 μm,TiB₂厚度分别为5.83、5.28和5.30 μm,La₂O₃的加入促进了TiB晶须的生长,但降低了TiB₂层厚度。