CuO/γ-Al2O3催化吸附剂脱硝性能研究

本文采用溶胶-凝胶法制备CuO/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒.分析表明:SO2的存在可以提高CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性,SO2存在条件下,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性在载铜量8wt%时达到最高,达到95.7%.载铜量太高会使单位质量催化剂NO脱除率降低.在350℃时,硫酸盐化和未硫酸盐化的8wt%Cu催化吸附剂NO脱除率达到最高.NH3/NO摩尔比在1～1.2之间时,CuO/γ-Al2O3催化吸附剂的脱硝活性较高.     

助剂对Pd/γ-Al2 O3催化剂上NO选择催化还原的影响

研究了含氧条件下钯催化剂上进行丙烯选择催化还原NO的反应,考察浸渍法制备的Pd/γ-Al2O3催化剂中加入碱（土）金属或稀土氧化物助剂对NO转化率的影响,并对催化剂进行了XRD表征及在氧化气氛中饱和吸附NO后的TPD研究。结果表明,助剂CeO2、Li2O能较大幅度提高催化剂的的低温活性,使NO的最高转化率增加1-3.5倍。Pd/CeO2-Al2O3、Pd/LiO2-Al2O3催化剂有较高的Pd分散度及较强的NO解离吸附能力。并讨论了NO、N2O、NO2^-和NO3^-等吸附态物种在催化剂表面的形成及脱附特性对催化剂选择催化还原NO性能的影响。     

钒钨铈催化剂的低温SCR反应机理研究

本文使用等体积浸渍法制备了钒钨铈(V2O5-WO3/CeO2)选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂,并使用一系列的原位傅里叶变换红外(In-situ FTIR)光谱详细研究了该催化剂的低温SCR反应过程(本文选用200℃)。通过将原位红外光谱与化学诱捕法耦合使用,成功捕捉并识别了低温SCR的不稳定反应中间产物亚硝酸盐(nitrites),并以该亚硝酸盐物种为主要的反应活化产物,建立了基于NO氧化活化的低温SCR还原半圈反应动力学模型.该动力学模型可准确描述V2O5-WO3/CeO2催化剂低温SCR中NO与表面吸附NH3的瞬态反应过程。     

铁基磁流化床选择性催化还原烟气脱硝

选择性催化还原(SCR)脱硝是烟气中氮氧化物(NOx)脱除的最有效方法之一,现有SCR系统采用填充床反应器工艺,且催化剂价格较贵.本文以Fe2O3铁基催化剂为床料,以氨为脱硝剂,采用磁流化床进行选择性催化还原脱除氮氧化物实验研究,并对反应前后的床料进行EDAX元素分析和XRD分析.实验结果表明:γ-Fe2O3对加氨SCR脱硝有较强的活性,但随着温度的升高,由于γ-Fe2O3对氨的氧化也表现出较强活性,因而在250°C后,γ-Fe2O3催化剂的脱硝效率会降低;另一方面,磁流化床的良好气固接触与传质特性同时改善了γ-Fe2O3催化剂的上述两个催化活性作用,使其在250°C达到95%的最佳脱硝效率.     

原位DRIFTS研究CH4部分氧化和CO2重整的耦合

8%Ru-5?/γ-Al2O3催化剂对于甲烷的低温活化具有较好的催化活性,在500℃下甲烷、二氧化碳和氧气的耦合反应中,吸热反应二氧化碳重整和放热反应甲烷部分氧化进行耦合强化,使得耦合反应中的甲烷转化率为38.8%。用原位漫反射傅里叶红外光谱法对钌系催化剂耦合甲烷部分氧化和二氧化碳重整反应体系机理进行研究。CO在8%Ru-5?/γ-Al2O3上吸附,表明CO在催化剂表面上波数为2 167 cm-1(2 118 cm-1)和2031 cm-1(2 034 cm-1)处形成孪生态Ru(CO)2和Ce(CO)2吸附物种,而且高温下CO吸附物种很容易从催化剂表面脱附出来。原位漫反射红外实验结果表明甲烷部分氧化反应时催化剂表面上有吸附物种碳酸根、甲酰基(甲酸盐)和一氧化碳的形成,其中表面的甲酰基和甲酸盐物种是甲烷部分氧化反应的主要活性中间物,这些中间活性中间体由甲烷吸附态CHx和催化剂表面的氧吸附态结合而形成的,随后这种中间物种再分解为CO产物;甲烷和二氧化碳重整反应时没有新的吸附物种产生,由此提出重整反应的机理是吸附态的甲烷和二氧化碳在催化剂活性中心上进行活化解离而生成合成气;甲烷、二氧化碳和氧气耦合反应过程中出现新的羟基物种(桥式羟基Ru-(OH)2),耦合反应机理复杂可能是由部分氧化和重整两类反应机理的复合,其中桥式羟基Ru-(OH)2参与了反应的进行。     

掺杂碱金属与碱土金属的CuO-CeO_2催化剂的漫反射红外光谱分析

CuO-CeO2系列催化剂是高效的CO选择性氧化反应的催化剂,通过原位漫反射红外光谱对掺杂碱金属和碱土金属氧化物的CuO-CeO2催化剂表面的吸附物种进行了研究。结果表明CuO-CeO2系列催化剂上,2 106 cm-1处出现CO的红外吸附峰。在反应气氛中,此峰的强度随着温度先升高后降低,说明Cu+是CO主要的活性吸附中心。低温下催化剂表面吸附的CO主要以可逆形式脱附出来,而高温下CO则以不可逆的形式脱附出来。催化剂表面在3 660 cm-1处出现尖锐的红外峰,归属于CeO2经还原产生的Ce-(OH)2偕式基团。在1 568,2 838和2 948 cm-1附近处出现甲酸根的红外谱峰,以及1 257和1 633 cm-1处出现碳酸根物种的红外峰。甲酸根物种是气相的CO与表面的羟基反应生成的产物,该物种的C—H键断裂生成碳酸根物种,这两物种均会降低催化剂的高温活性。Cu1Li1Ce9Oδ催化剂出现较强的CO2和甲酸根的红外峰,温度高于180℃时,该催化剂上还能看到微弱的CO红外峰,说明锂离子的给电子性质有利于提高Cu1Li1Ce9Oδ催化剂上CO的不可逆脱附,抑制氢的活化吸附,同时促进了甲酸根物种的生成。低温下Cu1Mg1Ce9Oδ和Cu1Ba1Ce9Oδ催化剂上CO的吸附量较多,但主要以可逆脱附形式脱附出来,对CO选择性氧化没有贡献。     

铁基磁流化床SCR烟气脱硝的磁场效应

进行了铁基磁流化床SCR烟气脱硝实验研究,并对铁基床料进行了BET和XRD分析。结果表明,在0.01～0.015 T磁场下,180℃时的SCR脱硝效率达90%,将高效脱硝温度范围从无磁场时的220～250℃扩展至180～250℃。其原因主要在于辅加磁场降低了SCR反应的表观活化能,改善了Fe_2O_3催化剂的SCR活性。磁流化床中Fe_2O_3催化剂SCR脱硝反应的磁场效应可归纳为:磁场强化NO在Fe_2O_3表面的磁化学吸附;磁场促进活性自由基NH_2的生成以及自由基NH_2与NO的反应;磁场流态化良好的传热、传质特性进一步促进了脱硝反应。     

V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂制备及其SCR性能研究

本文通过浸渍法制备了V2O5/TiO2系列筛选催化剂及V2O5/WO3/TiO2负载型催化剂,并在模拟评价装置上考察了上述催化剂在SCR反应巾的催化性能.结果表明,V2O5在涂材料中应该低于3wt.%;钒系催化剂对NOx的净化效率随反应温度的升高,先增加而后减小,存在一个适宜反应温度窗口;随反应温度升高, NH3泄漏量逐渐降低,在温度达到350°C之后,NH3泄漏世不再随温度的升高而变化;SCR反应温度较低时HC和CO浓度基本不变,但从450°C开始,HC浓度逐渐降低,而CO浓度则急剧升高;随NOx/NH3比例增加,NOx转化效率逐渐降低.     

Mn掺杂对磁性γ-Fe_2O_3低温SCR脱硝活性的影响

采用共沉淀法制备一系列Fe_(1-x)Mn_xO_z(x为Mn物质的量比,x=0、0.1、0.3、0.5)磁性催化剂,考察Mn掺杂对γ-Fe_2O_3催化剂低温SCR脱硝活性的影响规律。结果表明,Mn掺杂能显著提高γ-Fe_2O_3的低温SCR脱硝活性,并拓宽其活性温度窗口;Fe_(0.7)Mn_(0.3)O_z催化剂的低温SCR脱硝活性最高,在125~200℃其NO_x转化率约为100%。N_2吸附及XRD分析结果表明,Mn的掺杂能优化γ-Fe_2O_3催化剂的孔隙结构及孔径分布,增大其比表面积和比孔容,并与催化剂中铁氧化物相互作用形成良好固溶体,从而提高γ-Fe_2O_3催化剂的低温SCR活性。     

Ni2(OCH3)2/SiO2催化剂上CO2和CH3OH的吸附和反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法制备了Ni2 (OCH3 ) 2 /SiO2 负载型双核金属甲氧基配合物催化剂 ,利用红外光谱 (IR)、程序升温脱附 (TPD)、程序升温表面反应 (TPSR)和微反技术考察了催化剂的表面结构以及CO2 和CH3 OH的化学吸附和反应性能 .结果表明 :Ni2 (OCH3 ) 2 /SiO2 中Ni2 + 与载体SiO2 表面O2 -以双齿配位形式键合 ,甲氧基以桥基形式联结双金属离子形成双核物种Ni2 (OCH3 ) 2 ;CO2 在催化剂表面存在甲氧碳酸酯基物种和桥式两种吸附态 ,CH3 OH则只有一种分子吸附态 ;在 10 0～ 2 0 0℃条件下 ,CO2 和CH3 OH在催化剂上的反应产物主要是DMC和H2 O ;根据反应结果 ,讨论了催化反应机理 .     

催化精馏专用填料型固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al的研究

为了研制催化精馏专用催化剂 ,采用铝阳极氧化法制备了Al2 O3 Al一体型载体 ,并将活性固体超强酸SO42 -/ZrO2 引入到Al2 O3 Al上 ,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al催化剂 .利用XRD、SEM、BET、XPS、NH3 TPD等手段对其进行了表征 .结果表明 ,所制得的阳极氧化铝膜厚为 5 6 μm ,SO42 -/ZrO2 Al2 O3 Al固体酸具有比表面积大、酸强度适中的特点 .XRD结果表明 ,ZrO2 在Al2 O3 Al上处于高度分散状态 .将该固体酸用于乙酸 /乙醇酯化反应中 ,显示出较高的催化活性 ,且稳定性较好     

氧化铝负载高分散γ—Mo2N的制备及其微观结构的EXAFS表征

采用氟化态Mo/γ-Al2O3与NH3的程序升温反应(TPR)制备了不同Mo担载量的氯化态Mo/γ-Al2O3催化剂,用XRD和EXAFS方法分别研究了样品在氮化前后的体相结构及Mo原子局域配位结构．结果表明,在氮化前样品的Mo边径向结构函数与非负载的MoO3类似,样品中Mo以高分散的MoO3形式存在;氮化后样品的径向结构函数与非负载的γ-Mo2N基本相同,只是峰强度有所降低,表明样品中Mo主要以分数度较高的γ-Mo2N形式存在,并且随担载量降低．γ-Mo2N的分散度更高．     

PbO对V_2O_5/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO的影响

基于铅在中国燃煤和MSW焚烧烟气中的特点,采用静态N_2物理吸附、NH_3化学吸附、程序升温表面反应、傅里叶变换红外光谱和催化剂活性评价的方法,研究了PbO对1 wt.%V_2O_5/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO的影响.结果表明,PbO使SCR催化剂活性降低.对于燃煤锅炉,PbO对V_2O_5/TiO_2催化剂的影响可以忽略不计;对于MSW焚烧炉,PbO是使V_2O_5/TiO_2催化剂失活的重要铅化合物.Pb覆盖在TiO_2表面上,与V活性位覆盖在TiO_2表面上的方式类似.催化剂的失活主要是由于PbO中和了催化剂表面Brφnsted酸性位的酸性,Brφnsted酸性位对于NH_3的吸附和活化起重要作用.     

700～85°C内H2O对CaO上NH3氧化的影响

本文验证了先前建立的FTIR定量方法对高H2O含量下NO和NH3测量的精度,研究了700～850°C内H2O对CaO上NH3氧化的影响.结果表明:含H2O高达15%时,NO和NH3的测量结果仍具有高精度,误差分别为±2%和±3%;H2O抑制CaO上NH3氧化的活性及副产物NO2的生成;NH3转化率随H2O浓度增大先迅速降低而后降低缓慢;同一温度下,NO产物选择性不随H2O浓度变化而改变;基于H2O Langmuir吸附于CaO表面竞争活性位,建立了H2O抑制CaO上NH3氧化的动力学模型,与实验结果符合良好.     

二氧化碳和丙烯直接合成甲基丙烯酸的NiPMo/TiO2催化剂的研究

用溶胶 凝胶法以磷钼酸 (MPA)的镍盐溶液水解钛酸四丁酯制备了NiPMo/TiO2 催化剂 .使用ICP、XRD、TG DTA、IR、TPD MS和微反应技术研究了催化剂的化学组成、热稳定性、化学吸附性质和催化反应性能 .杂多钼酸盐与TiO2 通过O2 -在TiO2 表面发生了键合 .在 6 2 3K下 ,杂多阴离子仍保持原有的Keggin结构 .CO2 在Lewis酸位Ni(Ⅱ )和Lewis碱位Ni-O -Mo的桥氧协同作用下生成CO2 卧式吸附态Ni(Ⅱ )←O - (CO)← (O--Ni) .丙烯有多种吸附态在催化剂上吸附 .在 5 6 3K、1MPa和空速 15 0 0h-1的反应条件下 ,丙烯的摩尔转化率为 3.2 % ,产物MAA选择性为 95 % .     

H_2O和SO_2对汞在MnO_2表面吸附影响的机理研究

MnO_2是一种备受关注的低温SCR脱硝催化剂的活性组分材料,其不仅对NO_x具有强催化还原作用,而且能够把烟气中的单质汞(Hg~0)催化氧化为易脱除的氧化态汞。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了H_2O和SO_2在MnO_2表面的吸附机理,并分析其对Hg~0吸附的影响机制.结果表明,H_2O主要吸附在MnO_2(110)表面的Mn_5 top位,而Hg~0主要吸附在O_(br)bridge上,因此H_2O与Hg~0在MnO_2表面不会发生竞争吸附;SO_2能稳定的吸附在MnO_2(110)表面O_(br)bridge或者hollow位上,且SO_2的吸附能小于Hg~0的吸附能,故SO_2会与Hg~0竞争吸附,从而对Hg~0在MnO_2上的吸附产生不利影响。     

红外光谱研究大气痕量气体在α-Al_2O_3表面上的协同反应

利用傅里叶变换显微红外光谱仪(micro-FTIR)研究SO2/O3,SO2/NO2在α-Al2O3颗粒物上的协同反应。结果表明,O3和NO2都可以氧化SO2在α-Al2O3矿尘上反应形成硫酸盐。比较生成的硫酸盐峰面积随反应时间的变化可以发现,O3/SO2在颗粒物表面的反应速率较NO2/SO2快。     

异丁烷部分氧化V-P-O/SiO2催化剂的研究

采用溶胶 凝胶法制备了V2 O5 /SiO2 和V2 O5 P2 O5 /SiO2 催化剂 ,用XRD、TPR、IR、TPD和微反应等技术研究了催化剂的表面结构、晶格氧活泼性、化学吸附和异丁烷部分氧化反应性能 .结果表明 ,催化剂的活性组份在无定型的SiO2 表面上呈超细粒子均匀分布 ,表面活性位主要由Lewis碱位 (V =O键的端氧、V -O -V键的桥氧 )和Lewis酸位 (Vn + )构成 ,PO43 - 的引入可以降低表面Lewis碱位V =O键端氧的活泼性 ;异丁烷分子主要通过两个甲基中H双位吸附在催化剂表面Lewis碱位V =O的端氧上 ,PO43 - 的引入使异丁烷的吸附强度略有下降 ;异丁烷在V2 O5 P2 O5 /SiO2 催化剂上反应产物主要是i C4H8、MAL、MAA和COx,PO43 - 的引入可以明显的提高部分氧化产物的选择性     

High Temperature Seedless Synthesis of Au NRs Using BDAC/CTAB Co-surfactant

采用等离子体活化技术制备了一种新型Ni/γ-Al2O3催化剂用于CO2重整CH4反应. 等离子体强化制备的催化剂表现出较高的反应活性和较好的抗积碳能力. 为了达到相同CH4转化率,常规焙烧的催化剂需要比等离子体处理的催化剂高出50 °C 的反应温度. 反应结束后,等离子体处理催化剂的失活率仅为1.7%,而常规催化剂上的失活率为15.2%。通过对催化剂进行BET、H2-TPR、XRD、CO2-TPD和TG等表征分析,结果表明等离子体增强制备方法使催化剂的平均孔直径减小,比表面积增加;催化剂的还原性,镍物种的分散度和催化剂对CO2的吸附量都有显著的提高.     

FT-IR与微量吸附量热联用研究BaO/Al_2O_3催化剂表面酸碱性质

运用红外光谱与微量吸附量热联用技术研究了焙烧温度对BaO/γ-Al2O3表面酸碱性的影响。结果表明,γ-Al2O3经1000℃焙烧转化为θ-Al2O3和α-Al2O3,BaOγ-Al2O3经高温焙烧后生成BaO·Al2O3和BaO·6Al2O3等物相。600℃焙烧后,BaO/γ-Al2O3的表面酸性比γ-Al2O3的稍有下降,而碱性却大为增强。经1000℃焙烧后,表面的酸碱性则均大为降低,只有少量较弱的酸碱性位。