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 .     

SO2对Co3O4/Al2O3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Co3O4／Al2O3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．     

流化床快速制不定形活性焦脱除烟气中SO2的研究

利用大型流化床制得了适用于脱除烟道气中二氧化硫的不定形活性焦AC-A，并对其进行了特性分析，在固定床上考察了不同条件下脱除SO2的性能。与硫容相近的商业活性焦AC-B的脱硫性能对比，发现其脱硫性能较好。实验结果表明，在烟气中的二氧化硫的体积分数为0.05%~0.12%，反应温度为80 ℃～100 ℃，空速（GHSV）为1 200 h-1，O2的体积分数为6%，水蒸气为10%的情况下，活性焦AC-A保持SO2脱除率在90%以上达5 h。再生循环脱硫实验表明，活性焦AC-A具有良好的再生脱硫活性。     

活性焦吸附氧化法脱除烟道气中二氧化硫

研制出用于脱除烟道气中二氧化硫的活性焦并进行了评价,选择出一种脱硫性能较好的活性焦,其硫容可达130mgSO2gAC以上。进而,考察了工艺参数对其脱硫性能的影响,在烟气中的二氧化硫浓度为01%～015%,反应温度为55℃～60℃,空速为1000h-1,体积分数O2为6%,H2O(g)(v%)8%的情况下,该活性焦保持SO2转化率在90%以上的时间达15h以上;同时,也探讨了SO2在活性焦上转化为H2SO4的机理。     

脱硫脱硝后V2O5/AC在含NH3气氛中的再生及硫资源化的耦合过程研究

V2O5/AC具有很好的烟气同时脱硫脱硝能力,脱硫过程包括其对烟气中SO2的吸附、吸附饱和后SO2从其上的脱附（再生）及脱附出SO2的资源化。考察了同时脱硫脱硝后的V2O5/AC在含NH3气氛中的再生和硫资源化的耦合过程。研究了NH3注入量、再生温度、再生时间和尾气循环流量对再生效率、硫回收率及二次脱硫脱硝活性的影响。结果表明,再生温度和再生时间主要影响SO2的脱附,因而影响再生效率和二次脱硫脱硝活性;NH3注入量不影响SO2的脱附,但明显影响硫回收率和二次脱硫脱硝活性;尾气循环模式是提高硫回收率的重要方法,但在研究的条件下循环流量对再生效率、硫回收率和二次脱硫脱硝活性的影响不大。     

SO2影响V2O5/AC催化剂脱硝活性的机理

通过O2和SO2瞬态响应实验,研究了有水条件下SO2抑制V2O5/AC(活性焦)催化剂脱硝的原因.结果表明,SO2与V2O5反应生成VOSO4,导致V2O5/AC催化剂的脱硝活性下降.VOSO4的量动态变化,既与气氛中SO2的浓度有关,也与催化剂已实现的脱硫量(或硫含量)有关.催化剂的微孔(d<1nm)有利于SO3的迁移和储存,从而有利于脱硝.     

氨对Cu/AC脱硫剂的选择性还原再生

通过XRD和EXAFS等表征技术对活性焦担载氧化铜脱硫剂在NH3气氛中的再生行为进行了表征,发现再生过程中NH3仅将硫化所生成CuSo4中的SO4^2-选择性还原为SO2,而未与Cu^2 发生反应,保持了铜物种在活性焦表面良好的分散性,从而使其脱硫活性完全再生。     

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．     

同时脱除烟气中硫和硝的V2O5/AC催化剂研究

通过在固定床微反应器上对同时脱硫脱硝催化剂的研究，发现将V2O5担载在活性焦(AC)上制得的V2O5/AC催化剂可在200 ℃同时脱除烟气中的SO2和NO，其活性明显高于纯AC。V2O5/AC催化剂的脱硫脱硝活性与催化剂中钒的质量分数有关，随着V2O5质量分数从0.5%增至9%，硫容从3%增加到12%，脱硝率在V2O5质量分数为0.5%到3%时脱硝率稳定在60%左右，继续增加V2O5质量分数，脱硝率降低。程序升温脱附 (TPD) 和红外光谱 (FTIR) 表征结果显示在脱硫脱硝过程中，催化剂表面有H2SO4, 铵盐和VOSO4生成, VOSO4的质量分数随催化剂中V2O5质量分数的提高而升高。使用后的催化剂可通过5%NH3在300 ℃再生，再生后催化剂的脱硝活性明显增加，NO转化率从新鲜样的67%提高到接近100%，对SO2的吸附也比新鲜样有所增加。     

丙酮在吸附树脂上的真空脱附性能研究

以超高交联吸附树脂为吸附剂,在固定床中研究了真空度、脱附温度、吸附初始浓度等因素对丙酮真空脱附性能的影响。实验结果表明,丙酮的脱附率随脱附温度和真空度增加而增加;丙酮初始吸附进气浓度越高,脱附率越高;在脱附温度60℃、真空度98kPa时,丙酮的脱附率可达85.3%。此外,开展了程序升温脱附实验,结果表明,超高交联吸附树脂吸附丙酮量越多其脱附速率越快,且最大脱附峰向低温区移动,这主要是因为微孔比中孔具有更大的吸附势,吸附在中孔内的丙酮更容易脱附。     

炭化温度对飞焦和煤混合原料制成型活性焦性能的影响

以中国科学院山西煤炭化学研究所灰熔聚流化床粉煤气化工业示范试验二旋飞焦为部分原料，再配以原煤和煤焦油混合，试制了烟气脱硫用成型活性焦。实验表明: 炭化温度的高低对成型活性焦的性能有很大的影响，其中对强度的影响尤为密切。为了得到较高的耐磨、耐压强度，在满足其它性能的前提下，炭化温度最佳的范围为600 ℃～700 ℃,在此条件下制得的活性焦其强度大于95%, 硫容为80 mg/g，符合活性焦的商业使用要求。同时研究了炭化温度对活性焦孔结构发展的影响。并对活性焦进行了孔结构的表征，探讨了孔结构和二氧化硫吸附性能的关系。     

Adsorption of NH3 onto activated carbon prepared from palm shells impregnated with H2SO4

Adsorption of ammonia (NH3) onto activated carbons prepared from palm shells impregnated with sulfuric acid (H2SO4) was investigated. The effects of activation temperature and acid concentration on pore surface area development were studied. The relatively large micropore surface areas of the palm-shell activated carbons prepared by H2SO4 activation suggest their potential applications in gas adsorption. Adsorption experiments at a fixed temperature showed that the amounts of NH3 adsorbed onto the chemically activated carbons, unlike those prepared by CO2 thermal activation, were not solely dependent on the specific pore surface areas of the adsorbents. Further adsorption tests for a wide range of temperatures suggested combined physisorption and chemisorption of NH3. Desorption tests at the same temperature as adsorption and at an elevated temperature were carried out to confirm the occurrence of chemisorption due to the interaction between NH3 and some oxygen functional groups via hydrogen bonding. The surface functional groups on the adsorbent surface were detected by Fourier transform infrared spectroscopy. The amounts of NH3 adsorbed by chemisorption were correlated with the contents of elemental oxygen present in the adsorbents. Mechanisms for chemical activation and adsorption processes are proposed based on the observed phenomena.     

快速热处理石油焦与煤的微观结构变化及气化活性分析

为了研究在接近工业气化条件下石油焦和煤的结构和气化活性变化规律的差异,在滴管炉装置内,800~1 400℃对两种石油焦和一种烟煤进行快速热处理。用比表面积孔隙分析仪、XRD分析仪考察快速热处理对石油焦和煤的孔隙结构、碳微晶结构的影响,用热重分析仪考察不同温度快速热处理后石油焦和煤的CO₂气化活性。结果表明,石油焦与煤相比,孔隙结构主要由微孔组成,随快速热处理温度的升高,石油焦和煤微孔比表面积和孔容均先增大后逐渐减小;快速热处理降低了石油焦和煤的石墨化程度,石油焦碳微晶结构变化主要表现在堆垛高度的变化,而煤的碳微晶结构变化在衍射峰对应的2θ₀₀₂值、晶面间距和堆垛高度上均有体现;石油焦和煤的气化活性随快速热处理温度升高的变化趋势不同,但均与碳微晶结构参数(石墨化程度)的变化紧密相关。     

硅烷化活性炭的吸附性质

本工作测定了25℃和35℃时硅烷化活性炭自水溶液中吸附苯甲酸和苯甲醛的等温线;计算了吸附过程的ΔGⅲ,ΔHⅲ和ΔSⅲ;用Hill-deBoer方程处理了实验结果。所得结果表明:(1)随硅烷化时间延长,苯甲酸和苯甲醛的吸附量(mol.m^-^2)明显增加;-ΔGⅲ和-ΔHⅲ略有升高,ΔSⅲ为正值;(2)吸附分子之间的相互作用很弱,吸附分子与活性炭表面间的作用随硅烷化程度增加而加大;(3)芳香化合物可能是以苯环吸附在炭表面上的。     

石油焦活化机理的研究

研究了石油焦在高温、碱性条件下的活化机理。扫描电镜和低温N2吸附法测定孔结构结果表明，石油焦在750 ℃～800 ℃下活化得到的产品，比表面达2 900 m2/g，微孔率到90%，吸附甲烷的体积比为115∶1，是较理想的活化反应温度范围。气相色谱分析结果证明，在活化过程中产生的气体为H2，CO2，CO，CH4。X射线衍射结果表明，吸附剂产物属于部分石墨化的无定形体。     

正交实验研究硝酸改性对活性焦表面性质及脱硫性能的影响

用硝酸对活性焦进行改性,采用正交实验法,考察了硝酸浓度、活化温度、活化时间以及煅烧温度对活性焦脱硫性质的影响,并在固定床反应装置上进行了活性焦评价实验。利用酸碱滴定、碘值测定、N₂吸附法、傅里叶红外光谱分析等对改性活性焦的表面酸碱性、比表面积、孔容等进行了分析和表征。实验结果表明,硝酸改性增加了活性焦的比表面积,提高了活性焦表面碱性;煅烧有助于提高表面碱性;硝酸改性明显提高了活性焦的脱硫性能。     

Dynamics of vibrational overtone excitations of H2SO4, H2SO4-H2O: hydrogen-hopping and photodissociation processes

Photochemical processes of sulfuric acid (H2SO4) and sulfuric acid monohydrate (H2SO4-H2O) following overtone excitation of the OH stretching mode are studied by classical trajectory simulations using the semiempirical PM3 potential suface in "on the fly" calculations. The main results are the following: (1) In the excitation of H2SO4 to the fifth OH-stretch overtone, hopping of the H atom between oxygen atoms is found to take place in 22% of the trajectories, only once during simulations of 400 ps. (2) All the trajectories for H2SO4 show a rapid cis-trans isomerization. (3) The photolysis of H2SO4 into SO3 + H2O takes place in 5% of the trajectories on a time scale of approximately 9 ps. (4) Only low overtone levels of H2SO4-H2O have sufficiently long lifetimes to be spectroscopically relevant. Excitation to these OH stretching overtones is found to result in the dissociation of the cluster. H hopping or dissociation of H2SO4 does not take place.     

热重-质谱联用研究焦炭在甲烷气氛下的热行为

利用热重-质谱联用技术对焦炭在甲烷气氛下的热行为及气体逸出情况进行了初步研究。考察了温度、停留时间、甲烷体积分数及流量、焦炭品质等因素对焦炭增重的影响，同时对焦炭在甲烷气氛下及惰性气氛下加热时的气体逸出情况进行了分析。结果表明，在实验进行的时间范围内焦炭的增重随着温度的升高、停留时间的增长、甲烷体积分数的提高而增加；实验采用的两种气体流量对焦炭增重影响不大；焦炭品质越差，增重程度越明显。质谱分析的结果表明，焦炭在惰性气氛下加热时的失重主要是由于CO2和H2O的逸出引起的；甲烷在焦炭存在下800 ℃以后开始分解析出H2，在恒温停留阶段H2的逸出速率变化不大，同时焦炭的质量增加，说明甲烷分解成碳和氢气。焦炭对甲烷的分解存在一定的催化作用。     

Uptake and surface reaction of methanol by sulfuric acid solutions investigated by vibrational sum frequency generation and Raman spectroscopies

The uptake of methanol at the air-liquid interface of 0-96.5 wt % sulfuric acid (H2SO4) solutions has been observed directly using vibrational sum frequency generation (VSFG) spectroscopy. As the concentration of H2SO4 increases, the VSFG spectra reveal a surface reaction between methanol and H2SO4 to form methyl hydrogen sulfate. The surface is saturated with the methyl species after 15 min. The uptake of methyl species into the solutions by Raman spectroscopy was also observed and occurred on a much longer time scale. This suggests that uptake of methanol by sulfuric acid solutions is diffusion-limited.