类水滑石衍生锌基复合氧化物的硫化再生行为

通过共沉淀法合成了具有片状堆积结构的类水滑石衍生锌基（钴或镍掺杂）复合金属氧化物,并将其用于中高温煤气脱硫。本文采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分析了脱硫剂及其前体的物相组成与形貌织构,发现镍（或钴）掺杂后脱硫剂的主要晶相仍为具有六方纤锌矿结构的氧化锌,且镍（或钴）的引入并未明显改变锌铝复合氧化物及其类水滑石前体的形貌结构。在固定床评价装置上研究了脱硫剂的硫化与再生行为,研究表明,锌镍（或钴）摩尔比为20时对应的掺杂型脱硫剂穿透时间（324min）最长,硫容（25.4%）最高。与未掺杂脱硫剂相比,掺杂镍（或钴）的脱硫剂最佳再生温度降低60℃左右。引入镍（或钴）后,脱硫剂不仅在多次硫化再生循环过程中维持高硫容,而且仍具有片状结构,硫化再生循环稳定性显著增强。     

转化吸收型氧化锌基脱硫剂脱除H2S和COS性能

以前驱物工业活性ZnO和碱式碳酸锌分解的ZnO为脱硫剂活性组分,在引入结构助剂γ-Al_2O_3、碱性助剂K2CO3改性的基础上,制备出转化吸收型氧化锌基脱硫剂。在300℃、空速2000h–1及常压下,考察了活性组分ZnO前驱物种类及不同前驱物制备的助剂γ-Al_2O_3对氧化锌基脱硫剂脱除硫化物性能的影响。结果表明:改性氧化锌基脱硫剂的孔隙结构和碱性显著影响其脱硫性能。与工业活性ZnO制备的氧化锌脱硫剂相比,以碱式碳酸锌分解的ZnO制备的脱硫剂对硫化氢的脱除效率和穿透硫容更高,穿透硫容约增加10倍。不同前驱物制备的γ-Al_2O_3对氧化锌基脱硫剂脱硫性能有较大影响。其中,拟薄水铝石分解的γ-Al_2O_3显著提高了氧化锌基脱硫剂脱硫性能,穿透硫容达12.18%。以碱式碳酸锌分解ZnO为活性组分,添加拟薄水铝石分解的γ-Al_2O_3和碱性助剂K2CO3制备的改性氧化锌基脱硫剂对COS的脱除起到转化与吸收作用,COS转化率达99.98%,穿透硫容为4.03%。     

活性炭负载纳米ZnO的结构及常温脱除H2S的性能

采用均匀沉淀法分别以煤质炭和椰壳炭为载体,纳米ZnO为活性组分制备了活性炭负载纳米ZnO脱硫剂。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对脱硫剂的结构进行表征,并在固定床反应器上考察了H2S的吸附性能。结果表明:所制备的脱硫剂表面负载了纳米ZnO晶体,活性炭表面孔的数量影响纳米ZnO的晶粒尺寸,椰壳炭负载的纳米ZnO晶粒尺寸为11.4nm,而煤质炭上纳米ZnO晶粒为68.9nm;活性炭载体提高了脱硫活性组分的利用率,椰壳炭负载后样品的脱硫活性明显好于煤质炭。当空速为4600/h时,300℃焙烧1h的椰壳炭负载纳米ZnO样品的穿透时间可高达48min。炭表面纳米ZnO晶粒尺寸是影响H2S脱除性能的主要因素。     

类水滑石衍生锌基氧化物高温煤气脱硫过程中COS释放行为及其抑制研究

高温煤气脱硫是煤炭清洁转化过程中的关键技术之一。前期研究表明,锌铝类水滑石基衍生氧化物可高效脱除高温煤气中的H₂S,但其脱硫过程中COS释放规律缺乏定性定量研究。探讨了类水滑石衍生锌基氧化物脱硫过程COS释放的可能途径,包括反应热力学分析及实验研究,提出采用镍掺杂策略以抑制脱硫剂脱硫过程中生成COS。研究表明,锌铝类水滑石基衍生氧化物脱除煤气中H₂S时产生COS的主要途径是H₂S与CO₂间的气固相催化反应,该途径所释放COS量占总释放量的78%。通过镍助剂的掺杂使得锌铝类水滑石基衍生氧化物既保持了原有结构形貌,也有效抑制了其脱硫过程中COS的释放;其中最佳镍掺杂量(Zn/Ni摩尔比为30)脱硫剂穿透前的COS释放量减少88%,而硫容仅降低1.5%。     

负载型氧化锌脱硫剂脱硫性能的改善

单一氧化锌负载型脱硫剂脱硫精度可达到0.1×10-6,但其硫容量相对较低.采用共浸渍法制备ZnO-MnO2/γ-Al2O3负载型H2S脱硫剂,通过XRD和BET等手段研究了MnO2对脱硫剂物相及比表面积的影响.并在固定床反应器中考察了Zn/Mn摩尔比、负载量、烧结温度和脱硫温度对脱硫性能的影响.结果表明,活性组分锌锰摩尔比为8∶1,负载量为20％的脱硫剂有较好的脱硫性能,脱硫精度小于0.1×10-6的同时,最高硫容量可达19.08 g S/100 g(ZnO-MnO2).MnO2的加入可以明显改善氧化锌负载型脱硫剂的脱硫性能.     

可控氧化锌纳米结构的制备及其反应吸附脱硫性能研究

采用水热法合成了氧化锌纳米微结构,通过改变锌盐种类考察其对氧化锌形貌的影响,并用等体积浸渍法在氧化锌上负载金属Ni,制备反应吸附脱硫剂,以正庚烷-噻吩为模拟汽油并在固定床反应器装置上评价反应吸附脱硫性能。通过X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附(BET)、扫描电镜(SEM)等方法对该催化剂进行表征。研究表明,不同锌盐可导致不同的ZnO表面形貌,从而影响脱硫性能。在320℃、0.6 MPa、空速4 h~(-1)条件下,以醋酸锌为锌源所制备的脱硫剂的脱硫率最高可达97.5%,并具有良好的稳定性。     

酸碱改性及负载镍对活性炭脱硫性能影响研究

酸碱改性可增加活性炭表面官能团数量、增大比表面积和孔容、提高金属活性组分在其表面的分散度,负载镍可使活性炭具有较好的低温脱硫性能.为开发适合用于钢铁企业烧结烟气低温脱硫的活性炭,采用HNO3和KOH分别对椰壳活性炭进行改性并负载镍,分别开展HNO3改性活性炭的反应温度和改性条件对脱硫性能影响,通过BET对炭基和酸改性活性炭进行表征,KOH改性活性炭的碱炭比、活化时间和活化温度对脱硫性能影响,炭基、酸改性和碱改性活性炭且负载镍的脱硫剂脱硫性能研究.研究表明:60℃为1Ni/NAC最佳脱硫反应温度,HNO3处理后再负载镍对催化剂脱硫性能提高较大;合理的碱炭比为3:1,最佳活化时间为1 h,合适的活化温度为800℃;负载镍活性炭脱硫能力由强到弱的顺序为1Ni/NAC>1Ni/KAC>1Ni/AC.研究成果可为钢铁企业烧结烟气低温脱硫及多污染物协同治理提供借鉴.     

负载型氧化锌脱硫剂的实验研究

采用浸渍法制备了以γ-Al2O3为载体的负载型氧化锌脱硫剂,同时对制得的脱硫剂进行煤气脱硫实验,考察了制备过程中负载量、焙烧温度和硫化温度等对脱硫剂性能的影响,用XRD和BET方法对制得的脱硫剂进行检测.结果表明,制得的脱硫剂存在一个单层分散当量,当负载量低于单层分散当量时,ZnO将以单层或亚单层状态分散在载体γ-Al2O3上(XRD检测不到);当高于负载量时,除了单层或亚单层以外,ZnO晶体也将出现,通过XRD衍射图谱可以观察到ZnO晶体的衍射峰.活性评价实验也表明,在低于单层分散当量时该脱硫剂的穿透硫容随着负载量的增加而增大,且在极高的脱硫精度下(低于0.1×10-6)有较高的活性ZnO穿透硫容,达到了9.7 g S/100 g ZnO;而高于单层分散阈值时稳定性和硫容明显降低.     

高温焦炉气脱硫剂铁酸锌的制备及改性

采用超声共沉淀法以铁酸锌为活性中心、CuO为助剂、聚乙二醇为分散剂,制备了CuO-ZnFe2O4脱硫剂,采用XRD、SEM等手段对脱硫剂的结构和形貌进行了表征分析,发现在铁酸锌晶体中成功引入铜物种,并均匀分散在其中。以固定床反应器对脱硫剂的脱硫性能进行评价,考察了助剂的最佳添加量,及在最佳添加量条件下脱硫剂的再生稳定性。结果显示引入CuO助剂后的脱硫剂活性组分的分散性增强,脱硫过程中H2S气体可以更好的与活性位接触,提高了脱硫剂脱硫性能。     

氢氧化镍电极的修饰及电化学性能的研究

镍系列二次电池的正极活性物质Ni（OH）2的晶型和镍电极的制备工艺对电池的性能具有较大的影响。文章以镍-氢电池作为对象,着重研究作为电池正极的氢氧化镍电极。通过不同的方法制备电极的活性物质Ni（OH）2,以Co、Zn和稀土作为掺杂剂对电极进行修饰,并对不同掺杂方式构成的电池进行了测试。用金相显微镜来观察Ni（OH）2的外观、颗粒大小;通过恒电流放电曲线比较各电极的放电性能,并通过XRD谱图了解样品的晶型结构。电池性能测试结果表明：采用配位沉淀法制备的Ni（OH）2晶体为最佳;在添加剂方面,Zn、Co、Sm均对镍电极的电化学性能影响较大。     

高温煤气中羰基硫的加氢脱除研究进展

综述了加氢转化法脱除高温煤气中COS的研究现状,从加氢转化催化剂镍、钴、钼系,具有转化和吸收双功能的脱硫剂(钙系、锌系、铁系、锰系、复合金属氧化物)以及改性活性炭基催化剂等方面进行了分析,并对相应的脱硫反应条件控制和现存问题进行讨论,提出了改进措施。     

微波固相法制备ZnFe_2O_4脱硫剂及其脱硫性能研究

采用乙酸锌、硝酸铁以及乙二酸为原料合成铁酸锌前驱体,以红土为黏结剂,采用微波固相法合成铁酸锌脱硫剂。通过单因素法考察球磨时间、焙烧温度、焙烧时间以及活性组分含量对脱硫剂脱硫性能的影响,同时利用响应面法对脱硫剂制备条件进行优化得到最佳制备条件。采用X射线衍射(XRD)、氮吸附(BET)方法对脱硫剂的新鲜样和硫化样的物相组成、结构、孔结构进行表征。铁酸锌脱硫剂的最佳制备条件为:活性组分质量分数30%、焙烧温度505℃、焙烧时间65 min、球磨时间30 min;此条件下制备的脱硫剂脱硫效果好,硫容达到8.7%,脱硫效率为72.07%。     

Zn、Ce共掺杂对钴基吸附剂脱硫性能的影响

采用共沉淀法制备一系列钴基脱硫剂,考察了Zn和Ce掺杂对其脱硫性能的影响。脱硫性能测试结果显示,只有在Zn和Ce共掺杂的条件下,钴基吸附剂(15%Zn O-15%Ce O2-70%Co3O4)脱硫性能显著提高。在25℃、体积空速3 000 h-1、H_2S质量浓度1.39×10-3g/L的条件下,其穿透硫容为7.44%,是纯Co3O4的3.35倍。在不同温度下测试其脱硫性能,发现在50~150℃内提升速度最快,再升高温度,脱硫性能提升缓慢。通过X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对吸附剂进行了表征,结果显示,Zn和Ce共掺杂后,吸附剂的结晶度降低,比表面积增大,孔道结构丰富,Zn~(2+)和Ce~(4+)分别取代Co~(2+)和Co~(3+),所形成的氧空位和表面化学结构的改变有利于提高钴基吸附剂的脱硫性能。     

电沉积合成Ni–Fe(Co)/CF电催化剂及其催化性能

采用电化学合成技术在泡沫铜(CF)上制备镍铁(Ni–Fe)和镍钴(Ni–Co)合金薄膜作为析氢电催化剂。通过扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析了催化剂的表面形貌和化学成分,并利用电化学测试技术探究了它们在1 mol/L KOH溶液中的电催化析氢活性和耐久性。结果表明,Ni–Co/CF电催化剂聚集在一起形成了致密的薄膜,而Ni–Fe/CF电催化剂显示出沟壑状表面。两种合金薄膜催化剂的析氢反应动力学均由Volmer步骤控制。Ni–Co/CF电催化剂具有较大的电化学活性面积和良好的析氢性能,而Ni–Fe/CF电催化剂的析氢耐久性较好,两者的析氢稳定性均有待提升。     

常温金属氧化物脱硫剂研究综述

对氧化锌、 氧化铜和氧化铁的脱硫机理进行阐述,分析了常温下单一金属氧化物脱硫剂在不同制备方法和工艺条件对脱硫性能的影响,单一金属氧化物常温下脱硫性能较差.复合型金属氧化物可以有效地增加反应活性,改善了脱硫剂在常温下的脱硫性能.负载型金属氧化物采用多孔材料为载体,提高了活性组分在其表面的分散性,缓解了脱硫剂表面出现闭孔或...     

炭基锌锰铜煤气脱硫剂的硫化行为研究

对锌、锰、铜摹单金属和复合金属氧化物脱硫剂的脱硫性能进行了讨论,并对炭材料作为脱硫剂和载体的研究现状进行了分析,同时对活化半焦作为脱硫剂载体的可行性进行了探讨.认为复合金属氧化物脱硫剂能够发挥单氧化物的优势,并克服其不足.将复合金属氧化物负载于炭材料上,可提高金属氧化物活性组分的利用率,改善脱硫剂的硫化性能,同时降低脱硫剂成本,使炭基锌锰铜复合金属氧化物煤气脱硫剂具有广阔的应用前景.     

锌基合成气深度精脱硫剂开发及性能分析

以锌基材料为主要组分,采用共沉淀法及混捏法制备级配组合的深度精脱硫剂,采用XRF、XRD、氮吸附法对试验前后的脱硫剂进行表征。结果表明,金属氧化物对H₂S的脱硫精度顺序为CuO>ZnO>NiO>CaO>MnO>Fe₃O₄>MgO;共沉淀法制备的深度精脱硫剂CuO和ZnO的平均晶粒分别为10.1 nm和9.1 nm,不同挤条压力下混捏法制备的精脱硫剂ZnO晶粒大小不同;高温可提高锌基精脱硫剂活性组分的利用率;脱硫剂的硫容分别为36.35%、32.91%、33.05%、19.52%时,相对应的活性组分的利用率分别为96.5%、92.60%、93.54%、75.1%;使用后精脱硫剂的孔容、比表面积均大幅下降,但最可几孔径、平均孔径变化较小,同时表明大孔容、高比表面积、大孔径更有利于提高脱硫剂的脱硫反应活性、硫容和活性组分的利用率。     

TiO2-Al2O3复合载体用于加氢脱硫催化剂的性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合载体,将不同含量的钛溶胶采用不同方法负载在Al2O3,上制成复合载体,在不同温度下焙烧.用XRD、TEM、BET进行了表征,同时考察以其为载体制成催化剂的加氢脱硫活性.XRD结果表明,复合载体中TiO2和Al2O3分别以锐钛矿和γ-A12O3晶型存在.TEM结果表明,TiO2为纳米粒子且均匀分布在A12O3表面上.复合载体粒子形貌存在差异.以该复合载体所制催化剂在氢分压2 MPa,空速3 h-1,氢油体积比450的条件下,具有较高的加氢脱硫活性,可达98%以上.     

改性半焦负载铁酸锌脱除高温煤气中的H2S

廉价半焦经硝酸活化及高温焙烧后,制得活性半焦负载铁酸锌脱硫剂,利用固定床反应器对其进行活性评价,并通过X射线衍射仪(XRD),BET等手段对znFe2O4/AC与ZnFe2O4脱硫剂的尖晶石结构、物性参数进行分析表征.结果表明,改性半焦的添加有助于活性组分的高度分散;在相同的活性组分含量下,添加改性半焦的铁酸锌的脱硫活...     

Ni基吸附剂上催化裂化汽油反应吸附深度脱硫性能研究

采用干混法制备了3种反应吸附脱硫剂:Ni/ZnO-SiO_2-Al_2O_3、NiO/ZnO-SiO_2一Al_2O_3、NiS/ZnO-SiO_2-Al_2O_3,并利用小型固定床实验装置进行了催化裂化汽油脱硫实验.研究发现,活性组分Ni处于不同化学形态时,吸附剂脱硫活性顺序为:Ni/ZnOSiO_2-Al_2O_3＞NiO/ZnO-SiO_2一Al_2O＞NiS/ZnO-SiO_2-Al_2O_3.还原态Ni基吸附剂Ni/ZnO-SiO_2-Al_2O_3反应吸附脱硫最佳工艺条件为:反应温度370℃.总压力2.0MPa,体积空速5.0 h-1,氢/油摩尔比2.6.在最佳工艺条件下测得了吸附剂的穿透曲线,并通过穿透曲线获得了吸附剂的饱和硫容.