Cu/Dy/S2O82-/Al-PILR催化剂制备及其选择催化还原 NO

采用累托土为原料,合成铝交联累托土 (Al-PILR),然后分步浸渍负载 (NH₄)₂S₂O₈、Dy(NO₃)₃和 Cu(NO₃)₂,制成 Cu/Dy/S₂O₈^2-/Al-PILR催化剂。 考察该催化剂对 C₃H₆选择性还原 NO的催化性能,并且利用低角 XRD、BET、Py-IR、IR、TG和SEM等方法,研究催化剂结构与性能的关系。实验结果表明,铝交联剂能很好地撑开累托土的土层,显著增大催化剂的比表面积; S₂O₈^2-能明显增加铝交联累托土B(Brönsted)酸的酸量; Dy能进一步增加B酸的酸量,有效提高催化活性和热稳定性。因此, Cu/Dy/S₂O₈^2-/Al-PILR催化剂具有良好的催化性能, 最佳催化活性温度为300℃,NO转化率高达80.3%,在有10%水蒸气存在的情况下仍可达77.6%。     

镧改性铜基铝铈交联蒙脱土的制备及其对丙烯选择性还原NO的催化性能

 制备了镧改性铜基铝铈交联蒙脱土催化剂La/Cu/SO2-4/AlCe-PILM,研究了它在富氧条件下对丙烯选择还原NO的催化性能,考察了镧的添加方法、添加量及催化剂焙烧温度对La/Cu/SO2-4/AlCe-PILM催化性能的影响. 结果表明,采用分步浸渍法引入镧能显著提高催化剂对NO选择还原反应的催化活性和高温稳定性,镧的添加量为1.0%时,经500 ℃焙烧制得的La/Cu/SO2-4/AlCe-PILM催化剂性能较佳,NO最大转化率由未加镧时的49.1%提高到加镧时的57.2%,在650 ℃反应时La/Cu/SO2-4/AlCe-PILM上的NO转化率仍高达20%. XRD,TPR和XPS表征分析结果表明,镧物种和铜物种均呈分散状态,镧的引入可能促进了活性中心Cu2+的氧化还原催化循环过程,从而提高了催化剂对丙烯选择还原NO反应的催化活性.     

丙烷在Ce-Fe/Al2O3/cordierite上选择性催化还原NO

利用凝胶溶胶法和浸渍法制备了Ce-Fe/Al₂O₃/cordierite催化剂,实验研究了其催化丙烷选择性还原NO的特性。结果表明,当铈的负载量从1%增加至5%时,Ce-Fe/Al₂O₃/cordierite的C₃H₈-SCR性能先增强后减弱,3.5Ce-Fe/Al₂O₃/cordierite具有最佳的脱硝性能,在有氧条件下,600℃时可实现96.5%的脱硝效率。Ce的加入能够提升Fe/Al₂O₃/cordierite催化剂的抗硫性能。烟气中通入0.02%的SO₂后,3.5Ce-Fe/Al₂O₃/cordierite催化丙烷还原NO的转化率始终维持在93%,而没有经过Ce修饰的Fe/Al₂O₃/cordierite的NO转化率从88%下降为80%左右。利用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、H₂-TPR、吡啶吸附红外光谱等手段研究了催化剂的物理化学性质。结果表明,加入助剂铈能与Fe形成了固溶体,增加催化剂表面Lewis酸浓度和氧化还原能力,从而提高了催化丙烷还原NO的性能。过多的铈引入会减少Fe₂O₃结晶体的形成,不利于在C₃H₈-SCR反应中形成NO₂/NO₃^-物种,从而导致NO还原效率下降。     

Cu/Al2O3催化剂的改性及其对NO选择性还原的催化性能

 以 γ-Al2O3 为载体,采用SO2-4进行改性并添加助剂La,再负载上Cu2+, 制备了改性的Cu/Al2O3催化剂(Cu/La/SO2-4/Al2O3),考察了SO2-4改性和助剂La对催化剂在富氧条件下催化丙烯选择性还原NO 反应的影响,并借助红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重分析、程序升温还原和X射线光电子能谱等方法研究了改性催化剂的性能与结构的关系. 结果表明,改性催化剂的催化活性较高, NO转化率可高达83.7%. 采用SO2-4改性可促进催化剂表面的酸量增加,并促使产生B酸中心; 助剂La可提高Cu物种的分散程度,并提高催化剂的热稳定性和还原性,从而可有效提高催化剂在富氧条件下对丙烯选择性还原NO反应的催化活性和水热稳定性.     

铈锆镧钴复合氧化物催化燃烧碳烟性能和表征

用柠檬酸法制备了不同组成的铈锆镧钴复合氧化物.用热重法测试了催化剂样品对碳烟的催化活性,催化剂的活性随着镧钴组分含量的增加而增强,其中含90%镧钴组分的催化剂显示了最高的催化活性,起燃温度为518℃.采用程序升温还原法(H_2-TPR),BET,XRD,电子顺磁共振仪(EPR)和红外(FTIR)对催化剂进行了测试.结果表明,催化剂催化燃烧碳烟的活性与催化剂可还原性紧密相关:随着La和Co在样品中的含量增加,它们的还原峰强度显著增加,可还原强度越大,其催化燃烧碳烟的活性越高.     

Cu/La2O3-ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其对NO选择性还原的催化性能

采用将Al(NO3)3、La(NO3)3和ZrOCl2的混合液滴入沉淀剂(NH4)2CO3中的共沉淀法制备La2O3-ZrO2-Al2O3复合载体,然后负载上Cu2+,制成Cu/La2O3-ZrO2-Al2O3催化剂。考察了该催化剂在富氧条件下对C3H6选择还原NO的催化性能,并借助扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积测定（BET）、吡啶吸附红外光谱（Py-IR）、程序升温还原（TPR）和热重分析（TG）等方法研究催化剂制备方法与结构、性能的关系。实验结果表明,采用将Al(NO3)3滴入(NH4)2CO3制得的γ-Al2O3能有效地增大催化剂的比表面积,加入La2O3能提高催化剂的热稳定性,加入ZrO2能大幅度增加催化剂表面L酸和B酸的酸量。因此,采用共沉淀法制备的La2O3-ZrO2-Al2O3复合载体能够使Cu/La2O3-ZrO2-Al2O3催化剂具有良好的催化性能,最佳催化活性温度为300℃,NO最大转化率高达88.9%,在有10%水蒸气存在的情况下,仍可达81.9%。     

铁掺杂铈基复合氧化物CO催化还原NO的性能研究

采用浸渍法、水热法和微波加热法制备铁掺杂的铈基复合氧化物催化剂,研究温度、铈铁摩尔比、制备方法对铈基复合氧化物的催化还原性能的影响,并且使用BET, NO-TPD, H₂-TPR, XRD, Raman等对催化剂进行表征分析。结果表明：随着温度的升高,NO转化率是一个先不断增加后趋于稳定的过程;无论是浸渍法、水热法还是微波加热法,最佳铈铁摩尔比均为10∶2; 3种制备方法的催化活性顺序：微波加热法>水热法>浸渍法。微波加热法制备的铈基复合氧化物催化剂在500℃的脱硝率为76%,脱硝率在700℃达到99%。通过XRD和Raman表征说明Fe³⁺取代Ce⁹⁴⁺进入到CeO₂晶格中,改变CeO₂的萤石结构,增加氧空位,造成晶格畸变。     

Cu负载Fe柱撑钠化海泡石: 结构特点及其丙烯选择性催化还原NO性质研究

采用羟基铁离子柱撑钠化海泡石改性后, 以浸渍法制备了铜负载铁柱撑钠化海泡石Cu/Fe-NaPILCS催化剂, 作为比较以浸渍法制备了铁负载钠化海泡石(Fe-NaSep), 铜负载钠化海泡石(Cu-NaSep)和铜铁负载钠化海泡石(Cu/Fe-NaSep)催化剂. 并将它们应用于C₃H₆选择性催化还原NO的反应(C₃H₆-SCR). 通过X射线衍射仪(XRD)、TGA-DTG分析、N₂-等温吸附/脱附、H₂-程序升温还原(TPR)和X射线光电子能谱仪(XPS)等技术对样品进行表征. N₂-等温吸附/脱附和TGA-DTG分析结果表明, Fe-NaPILCS的比表面积和孔体积较海泡石原矿具有较大的增加, 热稳定性也明显提高|XRD和XPS结果表明, 在Cu/Fe-NaPILCS催化剂上同时存在Fe^3＋/Fe^2＋和Cu^2＋/Cu^＋不同氧化态的氧化物种, 在Cu和Fe之间存在电子迁移. H₂-TPR结果表明, Cu/Fe-NaPILCS催化剂上存在大量的孤立铜离子物种(isolated Cu^2＋-ions, (Cu^2＋)_i). Fe柱撑钠化海泡石负载的Cu/Fe-NaPILCS催化剂的催化活性明显优于未柱撑海泡石负载的Cu/Fe-NaSep催化剂, 这可能与Cu/Fe-NaPILCS具有较大的比表面积、孔体积和更优的氧化还原性能, 及其具有更多有利于C₃H₆-SCR反应的(Cu^2＋)_i物种有关.     

载体酸性对铜基交联黏土催化剂上C3H6选择性催化还原NO反应的影响

采用聚合羟基复合阳离子合成交联蒙脱土Al-Ce-PILC, 并分别用NH4NO3和(NH4)2SO4处理后， 将其作为载体, 采用浸渍法制备了应用于C3H6选择性催化还原NO反应的铜基交联黏土催化剂Cu/Al-Ce-PILC. 用Py-IR， IR和DSC等表征技术研究了不同处理方式对Al-Ce-PILC的结构、 酸性和催化剂活性的影响. 结果表明, 未经处理的Al-Ce-PILC中同时存在L酸和B酸, 以L酸为主, Cu/Al-Ce-PILC上NO的最大转化率仅为18。5％; 用NH4NO3处理提高了L酸量, NO转化率降低; 而用(NH4)2SO4处理改变了Al-Ce-PILC的酸性结构, 增大了B酸量, 并形成了超强酸中心, 催化剂上NO转化率显著提高, 在350 ℃时达最大值50.2％. B酸对于Cu/Al-Ce-PILC上NO的还原是必要的, 它有利于C3H6吸附并适度氧化为活性中间物种, 其酸量和酸强度的增加是催化剂活性改善的主要原因.     

水相法制备Ce-W@TiO_2催化剂的氨选择性催化还原NO(NH_3-SCR)活性和抗SO_2性能研究

采用水相法制备了Ce、W、Ti复合氧化物催化剂并用于氨选择性催化还原NO(NH_3-SCR)过程。TiO_2包裹型Ce-W@TiO_2催化剂表现出最佳的催化活性。205-515℃NO转化率超过90%。SO_2的存在造成所有催化剂低温段NO催化转化率的降低和高温段(425-540℃)NO催化转化率的升高,TiO_2@Ce-W表现出优越的低温抗SO_2性能。通过普通共沉淀法向Ce-W复合氧化物中引入Ti会导致催化剂表面W丰度、酸性位点的减少和低温NO转化率、耐SO_2性能的降低。通过水相法制备的TiO_2包裹型的Ce-W@TiO_2型催化剂,有利于表面W丰度、酸性位点、低温抗SO_2性能和催化活性的提高。     

商业V_2O_5-WO_3/TiO_2烟气SCR脱硝催化剂CaSO_4中毒机理研究

基于商业V_2O_5-WO_3/Ti O_2脱硝催化剂,设计了两种模拟Ca SO_4中毒的方法,通过比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H_2-TPR)、扫描电子显微镜(SEM)、原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFTS)等表征技术并结合固定床脱硝性能测试平台,对中毒前后催化剂的微观结构、氧化还原能力及表面性质的变化与脱硝活性进行了对比研究,探索硫酸钙中毒机理。研究表明,Ca SO_4会堵塞催化剂孔径,孔径小于2.7 nm和孔径大于17.8 nm时Ca SO_4的影响更大,从而使催化剂的比表面积和孔体积变小;Ca SO_4中毒会导致Brnsted酸位数量和强度的降低,同时Lewis酸强度也会减弱,从而阻碍了NH_3的吸附,Ca SO_4引起催化剂氧化还原能力的降低。     

Cu-Pd/MCM-22催化剂上二甲醚低温水解反应

 考察了分子筛的类型、硅铝比及Cu和Pd改性对分子筛催化剂上二甲醚低温水解活性的影响. 结果表明,酸性的MCM-22和HZSM-5分子筛催化剂具有较高的二甲醚水解活性,且其活性随着分子筛硅铝比的增加而降低. 这表明分子筛的类型及酸性对催化剂性能有重要影响,具有超笼结构的MCM-22分子筛上B酸中心的良好可接近性,使得该分子筛催化剂的水解活性较相同硅铝比的HZSM-5分子筛高. 与改性前相比, Cu和Pd改性后的MCM-22催化剂显示出更高的二甲醚水解活性.     

NH3-SCR反应过程中NH3和NOx在Cu/SAPO-34分子筛催化剂上的吸附特性和作用

通过离子交换法制得Cu/SAPO-34菱沸石分子筛催化剂, 同时研究了NH₃和NO_x (NO和NO₂)在该催化剂上的吸附位、吸附强度、吸附量和吸附速率, 得到了不同反应气氛在Cu/SAPO-34 上的吸附性能及其在NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)反应中的作用. 研究采用瞬态实验、程序升温脱附(TPD)和漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)等方法进行表征实验. 瞬态实验结果表明NH₃是吸附性气体. 程序升温脱附实验和红外漫反射实验结果表明NH₃可以吸附在布朗斯特和路易斯酸性位上形成不同的NH₃物种, 它们显示不同的SCR活性. NH₃在Cu²⁺上的吸附速率最快, 且键强最强. NO_x可以氧化并以硝酸盐/亚硝酸盐的形式吸附在Cu物种上. 最后, 本文讨论了NH₃选择性催化还原反应过程中在Cu物种上的中间物种并推测反应机理.     

用密度泛函理论研究NO在H-ZSM-5分子筛不同酸性位的吸附

利用密度泛函理论(DFT),基于7T簇模型,在B3LYP/6-31G(d,p)水平上研究了NO分子在H-ZSM-5分子筛孔道中α,β,γ酸性位的吸附.在计算过程中,首先对H-ZSM-5的α,β,γ酸性位进行优化计算,然后对NO分子η1-N和η1-O两种吸附模式的红外光谱和吸附能进行计算.计算结果表明,NO分子以η1-N模式吸附于H-ZSM-5分子筛酸性位上,不同酸性位对NO分子的吸附能力排序为:α酸性位>β酸性位>γ酸性位.此外,H-ZSM-5分子筛直型孔道更有利于NO分子的吸附和扩散,因而可更有效地促进NO分子催化分解反应的进行.     

NO_2对Cu/SAPO-34分子筛催化剂上NH_3选择性催化还原NO性能的影响

主要考察了NO2对Cu/SAPO-34分子筛催化剂在整个温度范围内(100-500°C)NH3选择性催化还原(SCR)NO性能的影响.研究所使用样品为新鲜Cu/SAPO-34催化剂在750°C下水热处理4 h的稳定期样品.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构以及形貌进行表征,采用SCR活性评价、动力学实验以及原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ-DRIFTS)表征催化剂的性能以及催化剂表面物种的变化.活性评价实验结果表明,NO2会抑制催化剂的低温(100-280°C)活性,但其存在会提高催化剂的高温(280°C以上)活性.与此同时,随着反应物中NO/NO2的摩尔比例减少,由于NH4NO3物种的分解,副产物(N2O)的浓度增大.动力学结果表明,Cu/SAPO-34催化剂上快速SCR反应的表观活化能(Ea=64.02 kJ?mol-1)比标准SCR反应的表观活化能(Ea=48.00 kJ?mol-1)更大.In situ-DRIFTS实验结果表明NO比NO2更容易在催化剂表面形成硝酸盐,并且NO2更容易与吸附在Br?nsted酸性位上的NH3物种反应生成NH4NO3.低温下,催化剂表面的NH4NO3物种会覆盖SCR反应的活性位,造成活性降低,但在高温时,形成的NH4NO3物种一部分会被NO还原为N2,而另一部分会直接热分解为N2O,造成催化剂的选择性降低.     

硫酸化对In/SO_4~(2-)/TiO_2催化剂上CH_4选择性催化还原NO_x的促进机理

考察了In/SO42-/TiO2(In/STi)催化剂上甲烷选择性催化还原(CH4-SCR)NOx的活性,分析了硫酸化对催化活性的促进作用.结果表明,硫酸化影响了In在催化剂表面的存在形态和CH4的活化产物,从而提高了催化剂活性.吡啶红外光谱分析表明,硫酸化后的STi载体可提供足够强度的B酸位,有利于活性中心InO+物种的形成.原位红外光谱分析表明,In/TiO2催化剂上CH4的活化产物为完全氧化的CO2和H2O,而硫酸化后的In/STi催化剂上CH4的活化产物为HCOO-,该物种被认为是CH4-SCR反应的重要中间体,它的生成为In/STi催化剂上CH4-SCR反应的速控步骤.     

离子液体1-乙基-3-丁基磺酸咪唑对甲苯磺酸盐催化合成氧杂蒽

以1-乙基咪唑为原料,合成了布朗斯特酸性离子液体--1-乙基-3-丁基磺酸咪唑对甲苯磺酸盐(IL1),并将其用于催化芳香醛与5,5-二甲基-1,3-环己二酮或1,3-环己二酮在无溶剂条件下合成了系列氧杂蒽类化合物,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和ESI-MS表征。研究结果表明：当IL1用量为5 mol%,于80 ℃反应40 min,收率78%~95%; IL1循环使用3次,收率86%~89%,催化活性无明显变化。     

Fe柱撑海泡石负载Cu催化剂：结构特点及其C3H6选择性催化还原NO催化性质

通过羟基铁离子柱撑将海泡石(Sep)改性成Fe柱撑海泡石(Fe-PILSEP),使用浸渍法(IM)将Cu负载在Fe-PILSEP上,制得不同铜含量的xCu/Fe-PILSEP催化剂。通过X射线衍射(XRD)、N2-吸附/脱附、H2-程序升温还原(TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等对样品进行表征,并测定其对丙烯选择性催化还原NO的催化活性。N2-吸附/脱附和TGA结果表明,Fe-PILSEP的比表面积和孔体积较海泡石原矿Sep极大地增加,热稳定性也明显优于Sep。XRD和XPS结果表明,在xCu/Fe-PILSEP催化剂上同时存在Fe3+/Fe2+和Cu2+/Cu+不同氧化态的氧化物,而且Fe与海泡石之间存在相互作用,Fe和Cu之间存在电子迁移。H2-TPR结果表明,xCu/Fe-PILSEP催化剂上存在不同聚集状态的氧化铜物种。xCu/Fe-PILSEP催化剂的丙烯选择性催化还原NO的催化活性明显优于Fe-PILSEP催化剂,这可能与Fe和Cu的氧化还原性有关。xCu/Fe-PILSEP的催化活性与Cu负载量相关,其中10Cu/Fe-PILSEP催化剂显示出最高的活性,这与其高的比表面积、孔体积和氧化还原性能,及其具有更多有利于HC-SCR反应的孤立Cu2+((Cu2+)i)物种有关。