金属基分子筛型NH3选择性催化还原氮氧化物催化剂的研究进展

氨气选择性催化还原(NH3-SCR)消除氮氧化物(NOx)以其高效、低成本的优势成为目前最具潜力和最广泛应用的固定源脱硝技术.传统的NH3-SCR以V2O5/WOx-TiO2为催化剂,但该类催化剂水热稳定性差,易中毒且其本身就具有毒性,因此开发金属基分子筛催化剂是当前的研究热点之一.本文介绍了分子筛型NH3-SCR催化剂的研究进展,总结了不同金属负载分子筛对选择性催化还原的影响及其反应机理,探讨了催化剂失活的影响因素.     

无机原料制备TS-1分子筛及其催化环己酮氨氧化

分别以硅溶胶和白炭黑为硅源、三氯化钛为钛源合成了TS-1分子筛.采用XRD、FT - IR、SEM、TEM和低温N2吸附-脱附等方法表征,表明两种无机硅源均可制备结晶度较好和晶体结构完整的TS-1分子筛.将制备的TS-1分子筛用于催化环己酮氨氧化,结果表明,在优化反应条件下,硅溶胶制备的TS-1分子筛具有比白炭黑制备的TS-1更好的催化性能.     

第二种金属对MCuSAPO-34分子筛低温水热稳定性的影响

CuSAPO-34分子筛在氨气选择性催化还原氮氧化物(NH3-SCR)反应中具有高的脱硝活性和高温稳定性,但其低温水热稳定性欠佳.采用原位一步法制备MCuSAPO-34双金属分子筛,第二金属分别为Ce、Fe、Ni.利用XRD、BET、TPD、TPR和微反评价装置等表征催化剂的结构和活性.结果表明,与CuSAPO-34分...     

Bi - MSU -4介孔分子筛催化过氧化氢氧化苯乙烯

采用Tween - 40为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,硝酸铋为铋源,在常温、常压条件下合成Bi - MSU -4介孔分子筛,并用于苯乙烯催化氧化反应.热力学计算表明,苯乙烯催化氧化反应为不可逆反应.在半间歇反应釜进行单因素及正交实验,结果表明,反应最佳温度(80 ～90)℃,过氧化氢与苯乙烯物质的量比为3.37:1,甲醇...     

不同结构分子筛的甲醇制丙烯催化性能

在常压、空速为1.5 h^-1、反应温度为450℃条件下,考察了4种具有不同拓扑结构的分子筛(SAPO-34、ZSM-48、ZSM-5和beta)在甲醇转化制丙烯(MTP)反应中的催化性能,并对催化剂的积炭失活行为进行了研究。结果表明,从8元环到12元环,分子筛孔口尺寸越小,低碳烯烃(乙烯+丙烯)选择性越高,积炭失活速率也越快。孔道尺寸越大,丙烯/乙烯(P/E)比越高,但产物分布向C₄以上组分偏移,丙烯选择性降低。10元环分子筛具有较高的丙烯选择性,但催化剂的积炭失活速率随孔道体系的不同有很大差异。一维直通孔道的ZSM-48容易积炭失活,而具有三维交叉孔结构的ZSM-5表现出了优异的抗积炭失活性能。不同结构分子筛在MTP反应中催化性能的差异主要归因于分子筛的过渡态择形和产物择形作用的不同。     

柴油机Cu-SSZ-13分子筛SCR催化剂储氨机理研究

基于原位傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)法对柴油机选择性催化还原(SCR)后处理铜基菱沸石(Cu-CHA)催化剂Cu-SSZ-13的储氨机理进行试验研究。试验结果表明,NH_3主要吸附在Cu-SSZ-13催化剂表面的Lewis酸性位和Br?nsted酸性位上,其中Br?nsted酸性位有4种,分别是Si-OH、Cu-OH、Al-OH和Ai-OH-Si,而Lewis酸性位主要是两种Cu交换位,分别是六元环上的孤立铜离子和CHA笼子中的铜离子。在程序升温脱附(TPD)过程中,Br?nsted酸性位上吸附的铵离子比Lewis酸性位上吸附的配位氨更稳定,吸附在Lewis酸性位上的配位氨在350℃时基本完全脱附,而吸附在Br?nsted酸性位上的铵离子,其中Si-OH和Cu-OH上的铵离子在350℃时基本全部脱附,Al-OH和Ai-OH-Si上的铵离子在350℃时仍然吸附于催化剂表面,且二者为主要的Br?nsted酸性位。此外,当温度从150℃升到300℃过程中,Ai-OH-Si上吸附氨红外特征峰有增强的趋势,部分从Lewis或弱Br?nsted酸性位上脱附下的NH3再吸附于Ai-OH-Si上,这种再吸附现象对于减少柴油机瞬态工况下氨泄漏具有重要意义。     

Co/Cu-USY分子筛制备及催化乙苯氧化性能

以硝酸铜为铜源,硝酸钴为钴源,对超稳分子筛（USY）进行单金属和双金属的改性,采用浸渍法制备一系列金属改性的USY分子筛催化剂,并对其进行X射线衍射（XRD）、N₂吸附脱附、傅里叶红外光谱分析（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）的表征分析。以乙苯氧化制苯乙酮为探针反应,在间歇式反应釜中催化氧化乙苯,考察金属负载量以及双金属改性对USY分子筛催化剂催化氧化性能的影响。结果表明,钴对于铜在USY分子筛上的均匀分布以及活性中心铜对乙苯氧化的催化作用具有协同促进作用,当Co和Cu的负载量分别为5%和20%时,5% Co/20% Cu-USY（质量分数）催化剂对乙苯催化氧化反应的性能最优,其乙苯的转化率和苯乙酮的选择性分别达到29.8%和87.2%。催化剂重复使用4次后其活性和选择性无显著降低,具有良好的结构稳定性。     

钛硅分子筛的改性对环己烷氧化反应的影响

使用不同改性液H_2SO_4-H_2O_2、(NH_4)_2CO_3-H_2O_2、(NH_4)HF_2-H_2O_2和(NH_4)_2CO_3+(NH_4)HF_2-H_2O_2混合溶液对中空钛硅分子筛进行改性。采用XRD、UV-Vis和拉曼光谱进行表征分析,考察改性前后钛硅分子筛在环己烷氧化反应的催化性能。结果表明,改性过程没有破坏钛硅分子筛的MFI拓扑结构,但提高了钛硅分子筛相对结晶度,并脱除了部分锐钛矿相TiO_2;与未改性钛硅分子筛相比,环己醇和环己酮选择性及H_2O_2有效利用率明显提高,以改性液(NH_4)_2CO_3+(NH_4)HF_2-H_2O_2改性钛硅分子筛效果最佳,醇酮选择性提高12.78个百分点,H_2O_2有效利用率提高17.33个百分点;(NH_4)_2CO_3+(NH_4)HF_2-H_2O_2混合溶液改性钛硅分子筛显著降低H_2O_2用量,在己内酰胺生产过程中有很好的应用前景。     

含Bi中孔分子筛(Ⅱ)苯乙烯氧化反应机理及条件的优化

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,硝酸铋为铋源,在弱碱性的条件下用水热法合成了Bi-Si中孔分子筛,该分子筛在苯乙烯催化氧化制苯甲醛的反应中具有很好的催化活性.通过改变溶剂的种类及用量、反应时间、反应温度、双氧水浓度、催化剂用量,获得了较佳反应条件,结果表明：在以25 ml甲醇为溶剂,以4.5 ml H₂O₂（30％）为氧化剂,苯乙烯用量1.5 ml,催化剂用量0.075 g,80 ℃反应2 h的条件下,苯乙烯转化率43.1％,苯甲醛选择性73.5％,苯甲醛产率达到31.7％,同时对可能的苯乙烯氧化反应机理进行了推测.     

新型高效高稳定NO_x催化还原用分子筛催化剂的研究进展

氮氧化物选择性催化还原(SCR)是汽车尾气处理领域的研究热点,其核心问题是新型高效高稳定SCR催化剂的研制。针对分子筛催化剂的SCR过程,本文综述了分子筛催化剂上NOx在氨和碳氢化合物等还原剂作用下的选择性催化还原研究进展。以不同孔结构分子筛催化剂(如天然沸石分子筛、微孔分子筛、大孔分子筛和新兴的介孔分子筛等催化剂)为例,总结了不同孔结构分子筛催化剂与NOx催化降解的规律,系统分析了不同孔结构分子筛催化剂载体与活性组分之间的相互作用,探讨了不同孔结构分子筛催化剂与催化活性和稳定性之间的关联性,阐释了不同孔结构分子筛催化剂的催化反应机理,展望了分子筛催化剂在NOx选择性催化还原领域的前景。     

Ce-P-O催化剂用于氨选择催化还原消除氮氧化物

制备了可用于氨选择催化还原消除氮氧化物的Ce -P-O催化剂,通过X射线衍射、扫描电镜、N2吸附、H2程序升温还原和氨程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征,并考察了催化剂的性能.结果表明,催化剂在空速20 000 h-1表现出较高的氮氧化物消除活性,NO转化率＞90％,在水蒸汽和SO2存在条件下,催化剂具有较好的催化活性和稳定性.     

甲烷选择性氧化制甲醛/甲醇多相催化剂研究进展

甲烷是天然气、页岩气等化石能源的主要成分,储量十分丰富.由于甲烷分子结构高度稳定,其高效活化与选择性转化具有很大的挑战性,被认为是催化反应领域的\"圣杯\",因此,如何在温和条件下实现甲烷选择性氧化为高附加值的含氧化合物(如甲醇、甲醛)成为研究热点.近几十年来,研究者在甲烷选择性氧化催化剂的设计与制备方面开展了大量卓有成效...     

顺丁橡胶尾气净化催化剂的研究与应用

顺丁橡胶尾气排放中主要污染物是正己烷,选择性催化氧化法是处理正己烷的主要技术。以聚乙二醇为助剂,制备Pt/Al_2O_3催化剂,利用侧线测试其催化性能,采用CO化学吸附与透射电子显微镜对催化剂进行表征。侧线测试结果表明,催化剂活性优于进口同类催化剂,250℃时,正己烷被完全氧化;CO化学吸附结果表明,Pt/Al_2O_3催化剂中贵金属分散度为75.9%,进口催化剂只有58.7%;TEM表明,Pt/Al_2O_3催化剂上金属分布更均匀。Pt/Al_2O_3催化剂应用于顺丁橡胶尾气处理,催化活性稳定。     

锰前驱体对负载型氧化锰催化剂脱硝性能的影响

分别以醋酸锰、醋酸锰-硫酸锰以及硫酸锰为前驱体,采用浸渍法制备Mn/Al₂O₃催化剂,考察其SCR脱硝活性和耐硫性能。采用BET、XRD、FT-IR、H₂-TPR和NH₃-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,锰前驱体不同,导致催化剂晶型、比表面积存在显著差异;硫酸锰的加入使催化剂表面总酸量和酸强度上升。与单独的醋酸锰和硫酸锰相比,醋酸锰-硫酸锰复合前驱体制备的催化剂可以提高催化剂在（300~450） ℃的NO转化率,且原料气中SO₂体积分数为0.2%时,脱硝率下降幅度最小,耐硫性能最好。因此,采用醋酸锰-硫酸锰复合前驱体制备催化剂,可以提高催化剂在高温区的脱硝活性和抗硫性能。     

极低负载量活性组分催化剂对丙烷选择氧化性能的影响

以SiO_2为载体,采用等体积浸渍法制备了极低负载量活性组分氧化物催化剂,并评价对丙烷选择氧化性能。结果表明,在对丙烷分子氧选择氧化催化反应中,具有相对稳定半充满电子的表面离子结构的催化剂对生成醛类含氧化合物选择性较高。碱金属钾的修饰作用使含氧化合物选择性有较大提高。     

钌基氨合成催化剂作用机理及氧化物负载钌催化体系研究

介绍了钌基氨合成催化剂的最新研究进展,结合密度泛函理论计算综述了钌基氨合成催化剂的作用机理,包括钌表面对氮分子的吸附活化以及钌基氨合成催化剂上的氨合成反应动力学模型方面的研究成果。对氧化物载体的制备方法、修饰和复合手段、助剂种类及其在催化反应中的作用机理等进行了总结,探讨了钌基氨合成催化剂理论研究以及氧化物催化剂体系目前存在的问题。     

铈锆固溶体CexZr1-xO2上H2S的选择性催化氧化性能

采用共沉淀法合成一系列具有不同Ce/Zr物质的量比的铈锆固溶体Ce_xZr_1-xO₂,考察Ce/Zr比例对H₂S选择氧化反应催化活性的影响。通过XRD、BET、Raman、XPS、CO₂-TPD、O₂-TPD、H₂-TPR等手段对铈锆固溶体的晶体结构、表面性质、碱性位以及氧化还原性等进行表征。结果表明,所有的铈锆固溶体催化剂均可以在化学计量比的氧气下具有优良的低温催化活性,催化活性随着Ce/Zr比例的提高而增加,其中Ce_0.9Zr_0.1O₂活性最高,(160~260) ℃转化率均保持在95%以上,在180 ℃时硫收率可达到97%,这主要是因为Ce_0.9Zr_0.1O₂具有最多的中度碱性位、活性位数量和强的氧化还原性。同时推测Ce⁴⁺为催化反应的活性位,并遵循氧化还原机理。此外,催化剂的失活主要是由于催化剂表面生成硫酸盐物种,消耗了活性组分Ce⁴⁺。     

Ce修饰Na Y分子筛负载PdO纳米晶催化剂用于苯的催化氧化反应

以CeO_2修饰多孔NaY分子筛作为载体,采用高温液相还原法制备纳米晶PdO催化剂,用于低浓度苯催化氧化反应。采用XRD、N2吸附-脱附、透射电镜-能谱(HRTEM-EDS)、H2程序升温还原(H_2-TPR)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)和程序升温表面反应(TPSR)等对载体和催化剂进行表征。结果表明,NaY分子筛结构稳定,比表面积651 m~2·g~(-1)和孔容0. 326 cm~3·g~(-1),纳米晶PdO能够较均匀地分散在NaY载体上,颗粒尺寸约(3～5) nm。加入一定量CeO_2后,Pd O以较小的纳米晶颗粒形式分散在CeO_2周围,活性组分与助剂协同作用促进了催化剂中晶格氧的流动性,明显改善了0. 2%Pd/NaY的氧化性能。0. 2%Pd/8%Ce/NaY表现出最佳催化活性和良好稳定性,250℃可完全催化降解1000×10~(-6)的苯,并且230℃连续反应100 h,催化剂转化率稳定在86%。     

富氢原料气脱一氧化碳催化剂C-846A的开发

开发了一种富氢原料气中CO选择性氧化脱除催化剂C-846A.该催化剂贵金属用量少,使用空速高(8 500 h-1),在温度不高于133℃的条件下,可将富氢原料气中含0.13％的CO氧化脱除至100×10-6以下.近700 h寿命试验结果表明,催化剂低温活性好,脱除精度高,性能稳定,应用前景广阔.