蜂窝状堇青石基CuO/Al2O3催化剂用于烟气同时脱硫脱硝的研究

考察了制备参数及反应条件对蜂窝状堇青石基CuO/Al2O3催化剂同时脱硫脱硝活性的影响。结果表明，添加碱金属可以提高脱硫活性, 但由于促进NH3氧化而降低了脱硝活性。为了获得理想的同时脱硫脱硝活性，催化剂的适宜载铜量为6.0％，载钠量为2.0％。随着反应温度从350 ℃升高到450 ℃，该催化剂的脱硫活性逐渐升高，再生后脱硫活性都有所下降，但仍具有活性随温度升高而升高的趋势，说明脱硫过程为反应控制型；但由于温度升高，NH3氧化加剧，脱硝活性逐渐降低，所以适宜操作温度为400 ℃。在1 450 h－1～3600 h－1范围内， 空速对脱硝活性影响不大， 对脱硫活性影响较大。 对于再生催化剂，当空速由3 600 h－1降低到2 300 h－1时，硫容（SO2转化率达80％时单位质量催化剂所吸附的SO2量）不断增加，继续降低空速时硫容基本保持不变，所以适宜操作空速为2 300 h－1以下。     

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.     

Cu-Mn-Ce/γ-Al2O3汽车尾气净化催化材料的合成及性能的研究

采用固定床反应装置，模拟汽车尾气的组成成分，以CO氧化和NH3选择还原NO为探针反应，研究了焙烧温度和焙烧时间等因素对复合金属氧化物催化材料Cu-Mn-Ce-O／γ-Al2O3的催化活性的影响，并考察了该催化剂的抗硫化中毒性能。在本研究条件下，焙烧温度在700℃左右，焙烧时间为2．5h时，催化剂对NO-CO体系中CO的氧化率在76％，以上，对NH3-NO体系中的NO的最佳催化还原率在80％以上。催化剂在3．O％S02／空气气氛中强制中毒后，其在NH3-NO气氛中的最佳反应温度．450℃，同样条件下未中毒催化剂的最佳反应温度为350℃左右，并且催化剂中毒后对NO—NH3的最大转化率没有下降，但是对NO-CO体系的反应活性明显下降，说明该催化剂具有良好的高温活性和抗硫中毒性能。     

硫化CoMo催化剂上H2同时还原NO和SO2的研究Ⅰ.H2还原NO反应

 研究了Al2O3担载的硫化CoMo催化剂上NO被H2还原的规律，并考察了不同Mo含量的CoMo／Al2O3催化剂、单一的Mo／Al2O3和Co／Al2O3催化剂，以及原料气中H2／NO比对反应活性和选择性的影响．结果表明，硫化的5．1％Co－15．2％Mo／Al2O3催化剂具有最高的催化活性和选择性，在200℃以下时反应产物为N2O，在350℃以上时则完全转化为N2．进一步增加Mo含量引起在350～450℃间N2选择性轻微下降．提高原料气中的H2含量可明显提高反应活性和N2选择性，但当n（H2）／n（NO）＞3后反应性能不再变化．催化剂具有较高的稳定性，反应产物中始终未观察到有H2S或SO2产生，即反应未引起催化剂中的晶格S流失．这说明H2的存在抑制了NO对硫化物表面的氧化所导致的催化剂失活．     

ZrO2对CuO／γ—Al2O3催化剂CO氧化性能的影响

用流动反应法、TPR、TPO和TG等技术研究了ZrO2的改性和CuO负载量对Cuo／y－Al2O3催化剂的氧化性能及还原行为的影响．实验结果表明，在低负载量（wCuO=15%以下）时，ZrO2对γ-Al2O3的改性可明显提高CuO／γ-Al2O3催化剂的CO氧化活性．ZrO2的存在可增加活性铜物种在载体表面的富集和有效地促进CU2+物种的氧化还原循环，增加CuO催化剂表面上铜物种的可还原量，从而促进CuO催化剂的氧化活性．     

硫化CoMo催化剂上H2同时还原NO和SO2的研究I．H2还原NO反应

研究了Al2O3担载的硫化CoMo催化剂上NO被H2还原的规律，并考察了不同Mo含量的CoMo/Al2O3催化剂、单一的Mo／Al2O3和Co/Al2O3催化剂，以及原料气中H2／NO比对反应活性和选择性的影响。结果表明，硫化的5．1％C-15．2％Mo/Al2O3催化剂具有最高的催化活性和选择性，在200℃以下时反应产物为N2O，在350℃以上时则完全转化为N2．进一步增加Mo含量引起在350－450℃间N2选择性轻微下降，提高原料气中的H2含量可明显提高反应活性和N2选择性，但当n（H2）／n（NO）＞3后反应性能不再变化。催化剂具有较高的稳定性，反应产物中始终未观察到有H2S或SO2产生，即反应未引起催化剂中的晶格S流失。这说明H2的存在抑制了NO对硫化物表面的氧化所导致的催化剂失活。     

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。     

氨再生条件对V2O5/AC同时脱硫脱硝活性的影响

对烟气同时脱硫脱硝过程中吸附SO2后的活性炭载V2O5（V2O5/AC）催化 吸附剂在含NH3气氛下的再生条件进行了考察，发现3%～5%NH3/Ar气氛、300℃、60min再生可有效恢复V2O5/AC的脱硫活性，并明显提高其脱硝活性。基于对SO2和NO的脱除率、再生后V2O5/AC的硫质量分数以及FT IR谱图分析发现，NH3的存在对V2O5/AC所吸附硫的脱附行为没有明显影响，但可显著改变V2O5/AC的表面化学性质，有利于烟气脱硫；NH3还可在V2O5/AC表面储存，显著促进脱硝。     

K2CO3/γ-Al2O3对SO2吸附性能的研究

烟气脱硫（FGD）作为燃烧后脱硫的最主要方式是目前世界上应用得最广和最有效的控制SO2排放的技术。使用可再生吸附剂不但可将硫回收成硫酸或硫磺等易出售产品,而且具有高脱硫效率和同时脱除氮氧化物的性能。现行工艺中较为广泛应用的能同时脱硫脱氮的可再生吸附剂体系主要有活性焦碳、Na2CO3/γ－Al2O3(NOXSO工艺）和CuO/γ-Al2O3等三种。本文以自发单层分散原理为指导,从基础研究的角度出发,系统地考察了K2CO3／γ-Al2O3体系的SO2吸附性能。     

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．     

Ni含量及预硫化对NiW／γ—Al2O3催化剂上噻吩加氢脱硫反就活性的影响

采用连续流动微反装置考察了活性组分Ni／（(Ni＋W）原子比及预硫化条件对NiW/γ－Al2O3催化剂噻吩加脱硫（HDS）反应活性的影响，用X射线光电子能谱和电镜微区元素分析方法对硫化态催化剂进行了表征，结果表明，催化剂的组成、硫化方法、硫化度和反应条件等都影响NiW/γ－Al2O3催化剂的HDS反应活性，对于在较低温度（300℃）下硫化的催化剂，当反应温度较低（260－290℃）时，最佳Ni(Ni＋W）原子比为0．50，而当反应温度较高（330－360℃），最佳Ni（Ni＋W）原子比为0．23，当催化剂在300－500℃下硫化时，其噻吩HDS反应活性随硫化温度升高而增大，表明硫化度较高的催化剂具有较高的HDS反应活性。     

硫化CoMo／Al2O3催化剂上H2同时催化还原SO2和NO（H）——催化反应活性相及机理探讨

主要通过XPS表征、热力学计算以及一系列设计的评价实验等方法,对硫化CoMo／Al2O3催化剂上H2同时催化还原SO2和NO反应的活性相、吸附活性位以及反应机理进行了研究。结果表明,金属硫化物相是SO2和NO转化的主要活性相,并与载体Al2O3共同承担H2S转化为单质硫的作用。此外,反应过程中产生的晶格空位也对NO转化起着重要作用。催化剂表面的阴离子空位是SO2和NO共同的吸附活性位,SO2对NO的吸附有抑制作用,而催化剂表面的L碱位也是SO2的吸附活性位,NO可促进SO2的氧化吸附。最后,本文从反应分子的吸附与活化、NO的转化及晶格硫的流失、SO2还原到H2S、H2S的转化、晶格硫的补充等5个方面提出了反应机理。     

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。     

CuO/Al2O3吸附SO2后氢再生及一体化回收硫磺

考察了添加Na助剂对CuO/Al2O3 的H2再生过程、硫磺产量及后续脱SO2过程活性的影响。结果表明,400℃再生温度下Na助剂添加后,CuO/Al2O3吸附剂的H2再生循环过程的硫磺产量及后续脱SO2过程硫容均变为添加前的1.3倍。Na助剂的添加明显增大吸附剂上载体Al2O3的硫化程度;且在Cu相和Na相共同存在情况下,吸附剂上生成的部分物质Al2(SO4)3在400℃以下即可被还原再生,从而明显提高了H2再生过程的硫磺产量和后续脱SO2硫容。     

Ni含量及预硫化对NiW/γ-Al2O3催化剂上噻吩加氢脱硫反应活性的影响

 采用连续流动微反装置考察了活性组分Ni／（Ni＋W）原子比及\r\n预硫化条件对NiW／γ－Al2O3催化剂噻吩加氢脱硫（HDS）反应活性的\r\n影响．用X射线光电子能谱和电镜微区元素分析方法对硫化态催化剂进\r\n行了表征．结果表明，催化剂的组成、硫化方法、硫化度和反应条件等\r\n都能影响NiW／γ－Al2O3催化剂的HDS反应活性．对于在较低温度（30\r\n0℃）下硫化的催化剂，当反应温度较低（260～290℃）时，最佳Ni／\r\n（Ni＋W）原子比为0．50，而当反应温度较高（330～360℃）时，最佳\r\nNi／（Ni＋W）原子比为0．23．当催化剂在300～450℃下硫化时，其噻\r\n吩HDS反应活性随硫化温度升高而增大，表明硫化度较高的催化剂具有\r\n较高的HDS反应活性．     

Cu－Zn／γ－Al2O3催化剂的制备及其在选择加氢反应中的催化性能

 通过浸渍法制备了不同Cu／Zn比的γ－Al2O3和改性γ－Al2O3负载的Cu－Zn催化剂，并用XRD，XPS和SEM等手段对催化剂进行了表征．XRD表征结果表明，还原活化前催化剂中的Cu和Zn分别以CuO和ZnO的形式存在；还原活化后Cu以单质的形式存在；催化剂失活后，单质Cu又转变成CuO．XPS和SEM分析结果表明，催化剂中金属的价态及颗粒的形貌在反应前后发生了变化．所制备的催化剂在糠醛加氢制糠醇反应中表现出较高的选择性．用Co改性的γ－Al2O3负载的Cu－Zn催化剂不仅具有较高的催化活性和选择性，而且还呈现出较长的寿命．催化剂中的Cu晶相是催化活性中心；催化剂中的Cu晶相转变成CuO和烧结是催化剂失活 的主要原因．     

Co/γ-Al_2O_3催化剂上肉桂醛的选择加氢──反应性能的考察

研究了γ－Al2O3负载的Co／γ－Al2O3催化剂上肉桂醛的选择加氢反应．反应结果表明,以CoCl2作为前驱物的Co／γ－Al2O3催化剂的选择性要高于以Co（NO3）2作为前驱物的Co／γ－Al2O3催化剂,而活性则正好相反．当钴的负载量小于9％时,随着钴负载量的增加,催化剂的活性和选择性随之增加,当钴的负载量大于9％时,随着钴负载量的增加,Co／γ－Al2O3催化剂的活性略有增加,而生成肉桂醇的选择性变化也很小,认为9％的钴负载量是催化剂反应活性和选择性的一个阈值．在所选定的范围内,反应温度和压力对肉桂醛加氢的选择性几乎没有影响．     

硫化CoMo/Al2O3催化剂上H2同时催化还原SO2和NO(Ⅰ)——催化剂的制备、表征及性能

用浸渍法制备了CoMo/Al2O3催化剂,并对其进行了XRD、低温氮吸附-脱附和TPR表征.结果表明,随着Co负载量的增加,催化剂表面活性物种增加,但同时催化剂的比表面积和孔容逐渐减小;硫化后的催化剂比未经硫化处理的催化剂表面具有更多更易还原的活性物种.将所制得的催化剂硫化后用于NO分解和H2还原NO反应,NO均完全转化,但催化剂最终会因为晶格硫的大量流失而活性下降.在H2还原NO反应体系中,H2的存在使得催化剂晶格硫的流失速率极大变缓,催化剂活性下降较慢;在H2同时还原SO2和NO体系中,由于晶格硫能够得到外界源源不断的补充,因此,SO2和NO能同时在催化剂表面实现稳定的还原,反应温度、空速、进料气中H2的配比、催化剂中Co负载量以及硫化预处理方式对催化剂的活性有显著影响.活性测试结果表明,在500℃,空速12000 h-1,n(H2)/n(SO2 NO)=2时,5%Co10%Mo/Al2O3上SO2和NO转化率均为100%,单质硫产率达96.6%.     

硫化CoMo/Al2O3催化剂上H2同时催化还原SO2和NO(Ⅱ)——催化反应活性相及机理探讨

主要通过XPS表征、热力学计算以及一系列设计的评价实验等方法,对硫化CoMo/Al2O3催化剂上H2同时催化还原SO2和NO反应的活性相、吸附活性位以及反应机理进行了研究.结果表明,金属硫化物相是SO,和NO转化的主要活性相,并与载体Al2O3共同承担H2S转化为单质硫的作用.此外,反应过程中产生的品格空位也对NO转化起着重要作用.催化剂表面的阴离子空位是SO2和NO共同的吸附活性位,SO2对NO的吸附有抑制作用,而催化剂表面的L碱佗也是SO2的吸附活性位,NO可促进SO2的氧化吸附.最后,本文从反应分子的吸附与活化、NO的转化及品格硫的流失、SO2还原到H2S、H2S的转化、晶格硫的补充等5个方面提出了反应机理.     

催化剂活性测定实验的改进

为了改善流动法测定催化剂活性的实验,采用浸渍-煅烧法和共沉淀．煅烧法分别制备了CuO—ZnO／Al2O3和CuO—ZnO—NiO／Al2O3催化剂,并与传统的ZnO／Al2O3进行了比较。发现采用浸渍一煅烧法制备的CuO—ZnO—NiO／Al2O3催化剂的低温催化活性最高。实验表明,采用新型CuO．ZnO—NiO／Al2O3催化剂可将甲醇分解的实验温度降低100％,且实验效果得到明显改善。