蜂窝状Ho改性Fe-Mn/TiO2催化剂的制备及其低温选择催化还原(SCR)脱硝性能

采用模压法制备了蜂窝状Ho改性的Fe-Mn/TiO₂催化剂,研究了结构助剂、黏合剂和造孔剂等对成型催化剂低温选择催化还原（SCR）脱硝性能的影响。优选出一套理想的成型参数：水粉质量比为40%且逐次分批加入;结构助剂玻璃纤维的用量为10%（质量分数）;黏合剂羧甲基纤维素的用量为5%（质量分数）;助挤剂甘油的添加量为10%（质量分数）且分批加入;造孔剂活性炭粉的用量为2%（质量分数）。该蜂窝状催化剂在120 ℃下脱硝率维持在90%以上,并且在SO₂体积分数低于0.02%时具有一定的抗硫抗水性。表征结果表明,成型后蜂窝状催化剂比表面积降低,颗粒分散程度明显减弱,并且表面酸量和表面Mn⁴⁺含量下降,对催化活性有一定的影响。     

金属助剂对蜂窝状MnO_x-CeO_2/ACH催化剂低温脱硝行为的影响

考察了铁、锡助剂对蜂窝状活性炭担载MnOx-CeO2(MnOx-CeO2/ACH)催化剂的低温脱硝活性及抗硫性能的影响。结果表明,添加FeOx助剂,有利于改善MnOx和CeO2在ACH载体表面的分散性,使得催化剂的脱硝活性在80~200℃随反应温度的升高而增加,且抗SO2毒化性能提高;SnOx助剂的添加,使得催化剂在较高温区仍具有较高脱硝活性,并表现出良好的抗SO2毒化性能,在250℃时NO转化率由无SO2条件下的98.6%略降至SO2存在时(700min)的87.8%。     

稀土尾矿基蜂窝状脱硝催化剂的成型及性能检测

以白云鄂博稀土尾矿粉末为研究原料，通过Solidworks绘制，CoLiDO桌面3D打印机打印出成型模具，采用模具压制法将组成物料成型为蜂窝状脱硝催化剂。考察了不同粘结剂和不同物料配比对稀土尾矿基蜂窝状脱硝催化剂影响，并对成型催化剂进行维氏硬度仪、万能试验机测试和BET,SEM-EDS,XRD及TG等表征分析。研究结果表明：磷酸二氢铝溶液为最佳的粘结剂且最佳的物料配比为：稀土尾矿基粉末：拟薄水铝石粉末∶黏土=2∶4∶3；成型的蜂窝状脱硝催化剂在反应温度800℃时脱硝催化活性高达88.60%，与传统粘结剂硅酸钠溶液相比，选用磷酸二氢铝溶液结合拟薄水铝石粉末所成型的蜂窝状脱硝催化剂在最佳工况下脱硝活性提升30%以上，且具有抗硫性与脱硝稳定性；在可以保证机械性能良好的情况下，原本比表面小、表面光滑的稀土尾矿经成型后转化为无规则、多孔状蜂窝体(成型样比表面积最大为10.28m~2·g^-1)，因两种铝源在500℃焙烧熔化为γ-Al₂O₃，导致稀土尾矿在γ-Al₂O₃下活位点暴露，放大其脱...     

改性菱铁矿催化剂的催化脱硝活性及抗硫性研究

采用混合搅拌法制备了Ce、Zr掺杂改性的菱铁矿SCR脱硝催化剂,研究了Ce、Zr共同掺杂对催化剂催化脱硝性能及抗硫性的影响。结果表明,3%Ce+3%Zr掺杂菱铁矿催化剂(Ce_(0.03)/Zr_(0.03)-菱铁矿)具有优异的催化脱硝活性,在180-330℃,催化脱硝效率均在92%以上,该催化剂同时具有良好的抗SO_2性能,在210℃下通入体积分数为0.01%的SO_2,8 h后仍有95%以上的催化脱硝效率。通过XRF、BET、XRD、NH_3-TPD、TG等实验手段对催化剂成分、微观孔结构、晶相等进行表征。表征结果显示,Ce、Zr的掺杂能明显提高催化剂的比表面积以及表面结晶分散度,增强催化剂的表面酸性,促进硫酸铵盐在催化剂表面的分解。因此,催化剂具有优异的中低温催化脱硝活性及抗硫性。     

Mn负载量对nMnO_x/TiO_2催化剂NH_3-SCR催化性能的影响

MnO_x/TiO_2催化剂由于具有优异的低温脱硝性能,已成为SCR催化剂的研究热点之一.我们通过浸渍法制备了一系列不同Mn负载量的nMnO_x/TiO_2(n=2.5%, 5%, 10%, 15%)(质量分数)催化剂,考察Mn负载量对催化剂脱硝性能的影响.利用N_2物理吸附, X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope(SEM),Temperature Programmed Reduction with H_2(H_2-TPR),Temperature Programmed Desorption with NH_3(NH_3-TPD)和X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)对其结构进行表征.结果表明,催化剂的脱硝性能随着Mn负载量(2.5%～15%)(质量分数)的变化呈现"火山型"曲线,当Mn负载量为10%(质量分数)时,催化剂的脱硝性能最佳. H_2-TPR和XPS结果表明nMnO_x/TiO_2催化剂上表面氧比例和表面Mn~(4+)浓度均随着Mn负载量的增大,先增大后减小,具体顺序为10MnO_x/TiO_(2 ) 15MnO_x/TiO_(2 )5MnO_x/TiO_(2 ) 2.5MnO_x/TiO_2,与脱硝性能顺序完全一致.进一步关联表面氧的比例与T_(50)发现,催化剂的表面氧的比例与T_(50)呈线性关系,即表面氧比例越高, T_(50)越小,脱硝活性越高. NH_3-TPD结果表明,弱酸酸量的增加有助于低温脱硝活性的提高.这些结果揭示了Mn负载量影响脱硝性能的作用规律,为今后开发高效的锰基低温脱硝催化剂提供了技术支撑.     

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。     

不同载体对稀土尾矿基蜂窝状催化剂性能的影响

以稀土尾矿为研究对象,采用模具成型法制备蜂窝状脱硝催化剂,考察了TiO2和拟薄水铝石载体对稀土尾矿催化剂成型及催化剂脱硝性能的影响,并对成型催化剂进行SEM,XRD,BET,NH3-TPD,H2-TPR和原位红外等表征分析.研究结果表明:载体的种类对成型蜂窝状催化剂的活性有影响,添加拟薄水铝石载体可以提高催化剂的催化脱...     

镧助剂对模拟生物沼气重整制备合成气中Ni/SBA-15催化剂结构和性能的影响

以介孔分子筛SBA-15为载体, 采用浸渍法制备了镍质量分数(w)为12.5%, 并且分别添加质量分数(w)为2.5%的镧、铈、镁、钙、锶等助剂的系列Ni基催化剂. 以CH4/CO2体积比为2:1的模拟生物沼气和适量氧气作为原料气, 在常压固定床反应器上评价了催化剂对模拟生物沼气重整制合成气的反应性能. 采用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附/脱附、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及H2程序升温还原(H2-TPR)等对催化剂的结构进行了表征. 催化活性评价显示, 添加镧助剂的2.5%La/12.5%Ni/SBA-15催化剂比添加铈、镁、钙、锶等助剂的催化剂具有更高的催化活性, 并且具有很好的稳定性. 因此, 文中着重研究了镧助剂对催化剂结构和模拟生物沼气重整制合成气的反应性能的影响. 结果表明, 镧能明显提高Ni/SBA-15催化剂的表面镍含量, 同时还具有很好的抗积炭作用, 在850 ℃的温度下反应820 h没有发现积炭生成, 这些可能是提高催化剂性能和稳定性的重要因素.     

含氧化铝Zn/HZSM-5催化剂芳构化反应性能的研究

考察了在含氧化铝载体条件下,不同Zn负载量改性后HZSM-5催化剂的MTA反应性能。采用BET、XRD、PyFTIR、NH3-TPD和H2-TPR等分析手段对催化剂进行表征。实验结果表明,氧化铝载体的加入使得HZSM-5催化剂产生了介孔并且增强了Zn物种在催化剂表面的稳定性;Zn物种的加入破坏了HZSM-5分子筛的骨架结构、改变了催化剂表面酸性;此外,Zn物种的加入可以促进MTA过程脱氢反应的进行,中间产物烯烃的后续芳构化过程受到抑制;在实验的考察范围内,当Zn负载量为0.5%(质量分数)时,芳烃(C6~11)收率存在最大值21.0%(质量分数);甲醇的芳构化能力会受到生焦的抑制,然而,再生后的催化剂呈现更高的芳烃收率。     

Ni/γ-Al2O3中助剂的加入对于CH4/CO2重整反应性能的影响

以含量为2%的K、Cu、La、Mg、Ca、Ba、Mo、Ce等多种金属作为助剂分别加入Ni/γ-Al2O3催化剂样品中,并对其分别用于CH4/CO2重整反应时的活性和积碳量进行了考察.研究结果表明加入助剂后的各种催化剂的活性变化不一.其中,以含Ca的催化剂效果最好,其甲烷的转化率可由原来的71.91%增加到72.92%,其次为La.但所有加入助剂后的催化剂的抗积碳性能均有所提高,特别是碱金属K的添加,使催化剂表面积碳量降到了0.1%.这表明添加碱金属或碱土金属助剂,对提高Ni/γ-Al2O3催化剂在CH4/CO2重整反应中的抗积炭性能有很大作用.     

SCR催化剂的组成对其脱硝性能的影响

在以TiO₂为载体的基础上,考察了活性组分WO₃和V₂O₅的质量分数以及SiO₂和Al₂O₃的加入对SCR催化剂脱硝性能的影响,筛选出的最佳催化剂组成与某商业催化剂的催化活性、制备方法和催化剂组成进行比较。结果表明,SiO₂和Al₂O₃的加入会降低催化剂的脱硝性能,筛选出的最佳催化剂组成为0.5%V₂O₅～10%WO₃/TiO₂;与实验室通过溶胶 凝胶法制备载体然后负载活性组分的制备方法不同,商业催化剂是将粒径均匀的锐钛矿型TiO₂与玻璃纤维（主要成分为SiO₂和Al₂O₃）通过黏合剂混合制备成型的催化剂载体,然后负载活性组分;由于制备方法和催化剂组成等方面的较大差异,0.5%V₂O₅～10%WO₃/TiO₂在低于603K时具有很好的NO脱除率,而商业催化剂在实际烟气温度(603K~663K)范围内,能稳定保持90%以上脱硝率。     

健脾八珍颗粒的研制

为筛选出最佳的健脾八珍颗粒处方,以其成型性、溶解性为筛选指标,筛选出处方中加入辅料的品种及配比。结果表明,健脾八珍颗粒的原粉中加入2倍量的糊精和25%的蔗糖,并以2%的CMC-Na作为助悬剂、15%的自制变性淀粉胶(SWJ)为黏合剂为最佳处方。所得产品溶解性、成型性能均较好。     

整体式堇青石负载的Cu-SSZ-13分子筛催化剂的制备及其氨选择性催化还原脱硝性能

以聚乙烯醇（PVA）或拟薄水铝石（SB粉）为涂覆助剂，采用超声波辅助分散法将Cu-SSZ-13分子筛涂覆于蜂窝状堇青石（Cordierite）上，制备了整体式堇青石负载的Cu-SSZ-13分子筛催化剂（Cu-SSZ-13/Cordierite），用于氨选择性催化还原（NH₃-SCR）脱硝，并结合XRD、氮气吸附、SEM及H₂-TPR等表征手段，研究了涂覆助剂对该催化剂的Cu-SSZ-13涂层稳定性、NH₃-SCR脱硝活性、水热稳定性和抗SO₂毒化能力的影响。结果表明，以PVA为涂覆助剂制备的整体式Cu-SSZ-13（PVA）/Cordierite催化剂，其Cu-SSZ-13涂层稳定、脱落率低，选择性催化还原脱硝活性与Cu-SSZ-13原粉基本相当；同时，该Cu-SSZ-13（PVA）/Cordierite催化剂也具有较好的耐高温水热稳定性和抗硫中毒能力，在移动源和固定源脱硝方面有较好应用前景。     

锑掺杂对钒钛系催化剂低温脱硝活性的影响

用浸渍法制备Sb-V₂O₅-TiO₂催化剂,在质量分数3%V₂O₅-TiO₂催化剂基础上,研究锑的负载量、焙烧温度对催化剂活性的影响。结果表明,锑的负载量为11%（质量分数）,500 ℃焙烧的催化剂具有最佳的SCR活性,在进口浓度为0.07% NO_x、O₂体积分数5%、空速27 000 h^-1的条件下,170 ℃时脱硝活性可达92%。对催化剂进行H₂-TPR表征,发现锑修饰后的催化剂氧化能力增强,使催化剂效率上升。通过XPS和NH₃-TPD表征测试,催化剂表面的锑主要以五价的形式存在且随着锑负载量的增加催化剂表面酸性增强。考察SO₂和H₂O对催化剂的影响发现,加锑催化剂具有一定的抗硫抗水性能。通过FT-IR、TG、孔隙结构测试表明,锑的加入可以有效地抑制硫酸铵盐在催化剂表面的聚集,从而延长催化剂的寿命。     

平板式V_2O_5-MoO_3/TiO_2型SCR催化剂的中低温脱硝和抗中毒性能研究

针对中低温锅炉烟气脱硝技术需求的特点,采用等体积浸渍法,以V_2O_5为活性组分、MoO_3为助剂,制备了高钒高钼含量的V_2O_5-MoO_3/TiO_2型粉末和平板式SCR脱硝催化剂,考察了活性组分和助剂含量对催化剂活性以及抗SO_2和H_2O中毒性能的影响,对反应前后的催化剂进行了微观表征,并针对最优催化剂研究了其在不同烟气工况下催化剂的脱硝性能。结果表明,提升V_2O_5负载量可以有效提高催化剂的脱硝活性;MoO_3助剂的添加也可以提高催化剂的脱硝活性。XPS、XRF、FTIR等表征结果表明,MoO_3的含量会影响催化剂中V~(4+)/V~(5+)的比值,其相对含量的增加有利于催化剂中非化学计量钒物种的形成以及化学吸附氧比例的增加,钼与钒物种间的交互作用是抑制SO_2和H_2O对催化剂的毒化作用的关键。3V_2O_5-10MoO_3/TiO_2平板式催化剂在温度为200℃、空速为3 500 h~(-1)含SO_2和H_2O烟气条件下,经30 d连续反应,脱硝效率稳定维持在82%左右,该催化剂在中低温下具有优异的抗SO_2和H_2O中毒性能以及稳定性。     

Ho改性Fe-Mn/TiO_2低温SCR脱硝催化剂硫中毒及热还原再生研究

以Ho改性Fe-Mn/TiO_2低温SCR脱硝催化剂为研究对象,通过活性评价和一系列表征技术对其低温抗硫性能和催化剂的热还原再生进行研究。结果表明,硫酸铵((NH_4)_2SO_4)在催化剂表面的沉积以及活性组分硫酸化(MnSO_4)是催化剂硫中毒的主要原因。当烟气中的SO_2体积分数低于0.04%时,Fe_(0.3)Ho_(0.1)Mn_(0.4)/TiO_2催化剂呈现出良好的抗硫性。在此条件下,当切断SO_2的供应时催化剂的脱硝活性可获得显著恢复。当通入的SO_2体积分数增加至0.1%时,催化剂会发生不可逆失活。在体积分数5%NH_3气氛下,失活催化剂经过350℃的热还原再生处理60 min后,其微观结构和理化性质能够得到明显恢复,且NO_x转化率可以回升至80%左右。     

椰壳活性炭氧化后负载硅基复合氧化物低温脱硝催化剂的研究

椰壳活性炭经硝酸氧化处理后做载体,采用浸渍法负载含SiO_2的复合氧化物,用做低温脱硝催化剂.在锰氧化物中添加Ti O2,可以提高催化剂的抗硫性能,但低温脱硝活性降低.然而在锰氧化物中添加SiO_2,不仅提高了催化剂的抗硫性能,而且也提高了脱硝活性.TEM结果表明加入SiO_2可以有效的减小复合氧化物晶粒尺寸,更提高了其在载体上的分散度.NH_3-TPD结果显示加入SiO_2后催化剂表面酸性显著增强.XPS分析发现加入SiO_2还增大了催化剂表面Mn~(4+)的相对含量.此外,经硝酸氧化处理过的椰壳活性炭,表面含氧基团增加,从而也大大提高了对NH_3及NO的吸附容量.在相同脱硝条件下,与原料活性炭负载的催化剂比较,硝酸氧化处理后的活性炭负载的催化剂具有更高的脱硝效率.     

H3PW12O40／CeO2光催化脱色甲基橙溶液的研究

以CeO2为载体,用浸渍法制备了不同负载量的磷钨酸催化剂,并且考察了催化剂光催化脱色甲基橙溶液的催化性能。结果表明:磷钨酸最佳负载量为9%(质量分数);光催化剂加入量为300mg/100mL;在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化脱色反应符合一级动力学方程;H3PW12O40/CeO2与TiO2具有相同的催化性能;催化剂再生后活性可恢复至65%。     

C／SiC复合材料的合成及在氨合成反应中的应用

以蔗糖为碳源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,草酸为凝胶剂采用溶胶凝胶法制备出前躯体,高温碳热还原合成C/SiC复合物,其比表面积为333 m2/g,孔半径集中在7.9 nm;总孔体积在0.52 cm3/g;以其为载体,钉为活性金属组分,钡和钾为助剂制备催化剂,将其应用于氨合成反应,考察其催化活性.当催化剂中Ru,Ba和K质量分数分别为3.28%,3.28%和11.48%时,在10.0 MPa,空速为10 000 h-1,435℃条件下,出口氨浓度达15.20%(体积分数).     

FCC硫转移复合助剂的研究

以Mg-Al元素为基础，引入Fe、稀土等元素，制备了一系列FCC（流化催化裂化）液体硫转移复合助剂，负载于FCC平衡剂上，得待评价的催化剂。利用工业模拟装置考察了复合助剂降低FCC烟道气和FCC产品油总硫质量分数的效果。结果表明，同时加入稀土、Fe元素的复合助剂在烟道气和汽油中的降硫效果都较好，经热重仪分析发现，稀土，Fe元素的加入加强了复合助剂吸附氧并转化为结晶氧的能力，使SO2更易被氧化吸收，达到脱硫目的。此复合助剂在烟道气中最高脱硫率可达85.7%，FCC产品油的最高降硫量达到15.8%。通过酸性数据分析和产品油分布对比实验，发现加入少量复合助剂，对FCC催化剂活性和选择性均无不良影响。