以水滑石为前体的Mg—Al—M复合氧化物对催化消除NOx的活性

通过Ｈ２－ＴＰＲ、ＸＲＤ,ＴＧ－ＤＴＡ及比表面积测定等对Ｍｇ－Ａｌ水滑石化合物进行了表征,研究了焙烧温度对水滑石物理性质的影响,在此基础上,研究了Ｍｇ－Ａｌ水滑石中加入过渡金属（Ｍ）离子后对ＮＯ＋ＣＯ反应的催化活性。结果发现,含有Ｃｕ离子的样品对ＮＯ＋ＣＯ反应有较高的催化活性,并与Ｃｏ－Ａｌ－Ｍ的催化性能进行了比较。     

Zn取代类水滑石衍生复合氧化物上N2O的催化分解

恒定二价与三价阳离子比为3((nZn+nMg)/nAl=3),采用共沉淀法制备不同Zn含量的系列类水滑石前驱物ZnxMg3-xAl-HT (x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0),经焙烧得到其衍生复合氧化物催化剂ZnxMg3-xAlO,用于N2O的直接催化分解.采用X射线衍射(XRD)、比表面积分析(Brunauer-Emmett-Teller)、热分析(TG-DSC)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱等表征手段考察了Zn含量对材料前驱物及其衍生复合氧化物组成和结构的影响,研究了系列ZnxMg3-xAlO催化剂的N2O催化分解性能,同时探讨了反应条件,如N2O浓度、空速、O2和H2O等因素对催化剂活性的影响.结果表明,所有前驱物材料均能形成完整的层状水滑石结构;经高温焙烧后形成了以Zn-Al尖晶石为主相的复合氧化物,且Zn掺杂有助于促进尖晶石相的生成;Zn含量对材料的热稳定性、比表面积和N2O催化分解活性有显著的影响;随着Zn含量增加,催化剂比表面积下降,但其不是影响催化剂活性的主要因素;650℃焙烧后的Zn2.0Mg1.0AlO催化剂具有较好的N2O催化分解活性;N2O浓度、空速及O2对催化剂活性的影响较小,而H2O则对活性有较大的影响.     

Zn取代类水滑石衍生复合氧化物上N2O的催化分解

恒定二价与三价阳离子比为3((nZn+nMg)/nAl=3), 采用共沉淀法制备不同Zn含量的系列类水滑石前驱物ZnxMg3-xAl-HT (x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0), 经焙烧得到其衍生复合氧化物催化剂ZnxMg3-xAlO, 用于N2O的直接催化分解. 采用X射线衍射(XRD)、比表面积分析(Brunauer-Emmett-Teller)、热分析(TG-DSC)和傅里叶变换红外(FT-IR)光谱等表征手段考察了Zn含量对材料前驱物及其衍生复合氧化物组成和结构的影响, 研究了系列ZnxMg3-xAlO催化剂的N2O催化分解性能, 同时探讨了反应条件, 如N2O浓度、空速、O2和H2O等因素对催化剂活性的影响. 结果表明, 所有前驱物材料均能形成完整的层状水滑石结构; 经高温焙烧后形成了以Zn-Al尖晶石为主相的复合氧化物, 且Zn掺杂有助于促进尖晶石相的生成; Zn含量对材料的热稳定性、比表面积和N2O催化分解活性有显著的影响; 随着Zn含量增加, 催化剂比表面积下降, 但其不是影响催化剂活性的主要因素; 650 ℃焙烧后的Zn2.0Mg1.0AlO催化剂具有较好的N2O催化分解活性; N2O浓度、空速及O2对催化剂活性的影响较小, 而H2O则对活性有较大的影响.     

K改性NiAl类水滑石衍生复合氧化物催化分解N2O

制备了Ni/Al=4.1(原子比)的NiAl类水滑石,焙烧获得NiAl复合氧化物,浸渍K2CO3溶液制备了K改性NiAl复合氧化物催化剂,其中K/Ni=0.05~0.2(原子比),用于N2O催化分解反应.通过元素分析、XRD、BET、H2-TPR、XPS等技术表征了催化剂的组成结构,考察了NiAl类水滑石的预处理方式、...     

CuZnAl类水滑石衍生复合氧化物催化环己醇脱氢反应的研究

采用共沉淀法合成了不同CuZnAl配比的类水滑石,通过不同温度焙烧制备其衍生复合氧化物.采用X-射线衍射(XRD)、差热热重(TG-DTA)、N2吸附-脱附和CO2程序升温脱附法(CO2-TPD)对类水滑石和衍生复合氧化物进行了表征.将所得复合氧化物用于环己醇脱氢制备环己酮的反应中考察其催化活性.实验结果表明:CuZnAl类水滑石衍生复合氧化物对该反应具有很高的催化活性,在反应温度220℃时以CuZnAl[n(Cu)/n(Zn)/n(Al)=1.34/0.66/1.0]类水滑石为前躯体,400℃焙烧所得的衍生复合氧化物表现出最佳的催化活性,环己醇转化率高达94.9%,环己酮的选择性近100%.     

Co-Mg/Al类水滑石衍生复合氧化物上N2O催化分解的研究

恒定二价与三价阳离子比为3((nCo+nMg)/nAl=3), 采用共沉淀法制备不同Co含量的系列类水滑石前驱物CoxMg3-xAl-HT(x=0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3), 经焙烧得到其衍生复合氧化物催化剂CoxMg3-xAlO. 采用XRD、BET、TG-DSC和TPR等表征手段考察了Co含量对材料前驱物及其衍生复合氧化物组成和结构等方面的影响, 研究了系列CoxMg3-xAlO催化剂的催化N2O分解性能; 同时探讨了反应条件, 如N2O浓度、空速、O2和H2O等因素对催化剂活性的影响. 结果表明, 所有前驱物材料均能形成完整的层状水滑石结构;经高温焙烧后形成了以Co-Al尖晶石为主相的复合氧化物, 且Co掺杂有助于尖晶石相的生成; Co含量对材料的热稳定性、比表面、可还原性和催化分解活性有显著的影响;含Co复合氧化物催化材料存在两个还原峰, 还原过程为Co3+→Co2+→Co;Mg有助于提高催化剂的热稳定性;随着Co含量增加, 催化剂比表面下降, 但比表面不是影响催化剂活性的主要因素; 500 ℃焙烧后的Co2.5Mg0.5AlO催化剂具有较好的N2O催化分解活性;提高前驱物的焙烧温度导致催化剂的活性下降;N2O浓度、空速及O2对催化剂活性的影响较小, 而H2O则对催化剂的活性有较大的影响.     

钴铝复合氧化物同时催化去除碳烟和氮氧化物

以稳态共沉淀法合成的含Co类水滑石为前驱物, 制备了具有介孔结构的复合氧化物催化剂(CAO), 采用程序升温反应技术评价了催化剂同时去除碳烟和氮氧化物的性能, 并用ICP, BET, SEM和XPS等手段分析了材料结构和催化性能的关联. 结果表明, 催化剂呈现钴尖晶石相, 材料表面除了存在与金属键合的晶格氧外, 还有大量的吸附氧. Co/Al摩尔比和焙烧温度影响催化剂的活性, 当Co/Al摩尔比为4和焙烧温度为800 ℃时制备的4CAO-800是一种综合性能良好的催化剂, 具有较低的起燃温度(t_i=290 ℃), 生成N₂的选择性较高(S_N2/C=3.5%). 在同时去除碳烟和NO_x反应中, 碳烟的催化燃烧过程可能存在溢流机理和氧化还原机理协同作用.     

制备方法对NiCoPrLa类水滑石及其衍生复合氧化物结构及催化性能的影响

用微波法,水热法和微波水热法合成NiCoPrLa类水滑石,并用XRD,TG,TPO,TPR,TPD和FT-IR等对NiCoPrLa类水滑石的晶相结构、热稳定性及相应的衍生复合氧化物的晶相结构、还原性能、吸附性能和抗积碳性能等进行了表征,同时以乙醇水蒸气重整制氢为探针反应考察了制备方法对NiCoPrLa类水滑石的衍生复合氧化物的初活性和选择性的影响.结果表明,制备方法影响类水滑石的结构和热稳定性,水热法制备的类水滑石结晶度较好,微波水热法制备的类水滑石具有较好热稳定性,其中微波水热法所制备的类水滑石衍生复合氧化物具有较好的催化活性和抗积炭性能,在350℃温度下乙醇转化率达到86%.     

含铈类水滑石的制备及其衍生物催化研究

采用共沉淀水热法制备了镍铝铈三元复合层状氢氧化物.详细探讨了合成体系pH值、Ce/Al比及陈化条件对合成产物物相的影响;通过XRD,ICP,TG-DTA手段研究了合成物物相、组成及热行为.考察了以合成物为前驱体经焙烧后转化为镍铝铈复合金属氧化物在催化消除NO反应中的应用.实验结果表明,合成镍铝铈三元复合层状氢氧化物的适宜条件是:M2 /M3 =2,Ce/Al=0.07～0.75,pH=5.5～6.9,水热处理条件为110℃,5 h;在pH=5.5～6.9条件下,合成原料配比不同,产物物相相同,但组成不同;合成物热稳定性较差,在T=100～400℃之间,层间吸附水及层间平衡阴离子NO3-脱去,转化为复合氧化物,将此氧化物应用于NO消除反应中,表现出高的低温活性,400℃进行反应,NO转化率达95%,N2选择性几乎100%.     

新型铬锰复合氧化物低温选择性催化氨还原NOx

采用柠檬酸法合成了一系列铬锰复合氧化物催化剂,利用X射线衍射及X射线光电子能谱研究了催化剂活性相态,并考察了铬锰摩尔比对反应活性的影响. 结果表明,该体系在有氧条件下氨低温选择性催化还原氮氧化物反应中显示出优异的活性,其中Cr(0.4)-MnOx催化剂具有最佳低温催化活性,在空速 30 000 h-1和120 ℃条件下, NOx转化率达98.5%, N2选择性达100%. 在MnOx中添加Cr后形成了CrMn1.5O4晶相, 该相态在低温选择性催化还原NOx过程中起重要作用.     

CuAl水滑石的合成及其催化活性

以Cu(NO3)2.6(H2O)和A l(NO3)3.9(H2O)为原料,NaOH和Na2CO3为沉淀剂,通过低过饱和共沉淀法合成了CuAl系列的碳酸根型水滑石,其结构经XRD,IR及TG-DTA表征。于55℃焙烧24 h后发现其复合氧化物对乙醇催化脱水、脱氢反应有一定的活性。     

Pt/Mg-Al-O催化剂上NOx的存储性能

 采用共沉淀-浸渍法制备了不同Mg/Al比的Pt/Mg-Al-O催化剂,并用XRD和TPD等方法进行了表征. 考察了不同反应气氛对载体和催化剂上NOx存储性能的影响. 结果表明,NO2较NO更易被存储,Pt的催化作用加速了NO的氧化反应,提高了催化剂的存储能力. 在350 ℃下,NOx的存储能力随着Mg/Al比的增加而升高,Mg和Al之间存在着协同作用,Al的加入有利于NOx的存储. 低于300 ℃时,Al对NOx存储的促进作用更为显著. n(Mg)/n(Al)=3的催化剂在150~400 ℃间有较高的存储能力,且300 ℃下达到最大.     

涂敷Al2O3的蜂窝状堇青石负载CuO催化剂上NH3选择性催化还原NO

 考察了涂敷γ-Al2O3的蜂窝状堇青石负载的CuO催化剂的烟气脱硝行为. 实验表明,将少量CuO担载到涂敷Al2O3的堇青石载体上,可制得高活性的烟气脱硝催化剂. 催化剂的预硫化可抑制其上NH3的过度氧化,提高NH3选择性催化还原(SCR)NO的活性, 使350～450 ℃时烟气的脱硝率达90%以上. 堇青石的组成对催化剂的活性略有影响,碱金属含量低的堇青石适合用于制备烟气脱硝催化剂,高温时其上NH3的过度氧化程度低,SCR活性高. γ-Al2O3的涂敷方法对催化剂的脱硝活性没有影响,涂敷2.5%Al2O3的堇青石即可做催化剂载体.     

SO_2对Co_3O_4/Al_2O_3选择性催化氧化NO的影响

采用流动态原位IR ,TPD及XPS技术研究了NO及SO2 在Co3 O4 /Al2 O3 金属氧化物催化剂表面上的吸附及脱附行为 ,并与该催化剂上模拟烟道气中NO的选择性催化氧化活性相关联 ,考察了SO2 对该反应过程的影响及作用机理 .     

汽油中正戊硫醇的催化空气氧氧化脱除Ⅰ．CuZnAl复合氧化物催化剂的催化活性

以CuZnAl复合氧化物为催化剂,以空气为氧化剂,在固定床反应器中进行了模拟汽油中正戊硫醇的催化空气氧氧化脱除反应.考察了空速、氧气/硫比和反应温度等因素对脱除正戊硫醇效果的影响.结果表明,正戊硫醇的脱除可以在重时空速为50~70h-1,反应温度为150和300℃下高效地进行,在100h内正戊硫醇的转化率维持在90%以上.正戊硫醇氧化在150℃下发生二聚生成二聚物;在300℃下反应初期以深度氧化生成SO2为主,但随着反应时间的延长深度氧化反应逐渐减弱而二聚反应逐渐增强.     

低温等离子体协助B2O3/γ-Al2O3 选择催化还原NO（英文）

研究了低温等离子体协助催化条件下甲烷选择性催化还原NO反应(SCR).反应气体经等离子体活化后,生成NO2,HCHO,CH3NO和CH3NO2等活性更高的中间产物.程序升温表面反应表明,这些中间产物可在等离子体后置催化装置上进一步反应,从而使NOx还原为N2.在考察的一系列催化剂(包括γ-Al2O3,Ag/γ-Al2O3,B2O3/γ-Al2O3,Ga2O3/γ-Al2O3,In2O3/γ-Al2O3等)中,B2O3/γ-Al2O3表现出最好的催化活性.当反应温度为300oC时,NOx转化率达到最高.与γ-Al2O3催化剂相比,在10wt%B2O3/γ-Al2O3催化剂上,300oC时,NOx转化为N2的转化率从33.4%提高至51.0%.催化剂的酸性对于经等离子体活化后的反应气体在催化剂上的SCR反应起到重要作用.同时,催化剂上吸附态NOx对于NOx的转化也起到一定作用.     

富氧条件下氮氧化物的选择性催化还原Ⅰ．Ag／Al2O3催化剂上C3H6选择性催化还原NO的性能

 利用自行研制的全自动催化剂活性评价装置和原位漫反射红外光谱仪,分别考察了Ag的负载量和形态、氧浓度及水蒸气添加对Ag／Al2O3催化剂上C3H6选择性催化还原NO性能的影响．结果表明,Ag的最佳负载量为4％～6％,此时粒径为15nm左右的银簇粒子均匀地分散在Al2O3载体表面．在GHSV＝50000h－1和θ＝430～550℃条件下,4％Ag／Al2O3上NO转化率可达90％以上．反应过程中有机含氮化合物及NO2的生成,导致NO和NOx转化率间产生差异．当氧浓度为7％时,催化剂对NO选择性还原的催化活性最高．水的添加阻碍了活性中间物种NCO及其前驱体的形成,导致催化剂的平均活性下降．     

钴铝水滑石焙烧产物催化剂上NO的直接分解

研究了 以钴铝 水滑石焙 烧产物复 合钴铝 氧化物为 催化 剂直 接分 解 Ｎ Ｏ ． 当 钴铝 复合 氧化物以还 原态存 在时,其脉 冲催化 分解活性 在４５０ ℃时 为 １００ ％ , 相 同条 件下 Ｃｕ Ｚ Ｓ Ｍ５ 催 化剂 的活性只有 ４５ ％ ． Ｘ Ｒ Ｄ 和 Ｔ Ｐ Ｒ 表征表明 ,焙烧温 度不太 高的情况 下,钴铝 复合氧化 物中已含 有不 少的铝酸钴尖 晶石（ Ｃｏ Ａｌ Ｏ２） , 它 还原后 生 成高 分 散态 的 金 属钴 ,这 可 能是 它 分 解 Ｎ Ｏ 活性 高 的原 因．另外,加 入少量 Ｐｔ 或 Ａｇ 可以 极大地 提高催化 剂的稳定 性,这 可能 是由 于 Ｎ Ｏ 的 分解 产物 Ｏ２ 优先吸附在 Ｐｔ 或 Ａｇ 的 表面,从 而避免了 因 Ｃｏ 吸附 Ｏ２ 而 失活．     

用TPD研究SO2对NO催化氧化过程的影响

 针对活性氧化铝载体及过渡金属氧化物催化剂上SO2增强NO吸附并促进其氧化的实验事实,考察了反应温度对SO2发挥促进作用的影响．结果发现,在50～250℃间存在一适宜的温度范围,能使氧化铝上原本不氧化的NO在SO2气氛中发生氧化．对氧化铝预吸附不同组成的气体及在不同温度下吸附NO－O2－SO2后进行了TPD研究．结果表明,SO2的存在对NO氧化吸附生成NO2高温脱附物种有利．对Co3O4／Al2O3催化剂上吸附SO2－NO2的TPD研究结果显示,SO2先吸附或与NO2共吸附都能使NO2高温物种脱附增强,同时SO2的弱吸附物种转变成强吸附物种或表面硫酸盐物种,意味着弱吸附的SO2能与NO2形成稳定的物种;而后吸附的SO2竞争占据NO2的吸附位．推测表面上弱吸附的SO2与NO－O2或NO2之间形成了多分子的活性物种．     

过渡金属基MOF材料在选择性催化还原氮氧化物中的应用

选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广泛的工业脱硝技术,研发具有优良活性和抗毒化性能的催化剂体系是研究学者关注的重点。过渡金属氧化物和金属有机骨架(MOF)材料因其优良的氧化还原性能在脱硝领域受到了广泛关注和研究,且研究学者发现将过渡金属氧化物与MOF材料结合能够进一步提高催化剂的脱硝活性。本文综述了近年来主要应用于NH₃-SCR反应的系列单过渡金属基MOF脱硝催化剂和复合过渡金属基MOF脱硝催化剂的研究进展,阐述了过渡金属基MOF脱硝催化剂抗水抗硫中毒性能和热稳定性的强化方法,并展望了未来过渡金属基MOF脱硝催化剂的主要研究方向：综合利用不同过渡金属氧化物的特点并结合金属氧化物间的强相互作用,制备得到具有优良脱硝活性、抗水抗硫性能和热稳定性的新型过渡金属基MOF脱硝催化剂,进一步通过实验和仿真模拟相结合制备高效过渡金属基MOF脱硝催化剂以满足工业化需求。