Simultaneous Removal of COS and H2S at Low Temperatures over Nanoparticle α-FeOOH Based Catalysts

Catalysts using α-FeOOH nanoparticles as the active ingredient were tested by a microreactorchromatography assessing apparatus at atmospheric pressure between 25 and 60℃ with a gas hourly space velocity of 10,000h^-1,while the removal performance of H2S with catalysts was investigated using the thermal gravimetric method.The results show that the catalysts are highly active for COS hydrolysis at low temperatures(≤℃）and high gas hourly space velocity,and the highest activity can reach 100%.The catalyst is particularly stable for 12h,and no deactivation is observed.Nanoparticle α-FeOOH prepared using hydrated iron sulfate shows higher COS hydrolysis activity,and the optimum calcination temperature for the catalyst is 260℃.In addition,the catalysts can remove COS and H2S simultaneously,and 60℃ is favorable for the removal of H2S.The compensation effect exists in nanoparticle-based catalysts.     

氧化铝基COS、CS_2水解催化剂表面碱性和催化作用

进行了３种氧化铝基催化剂上ＣＯ２的ＴＰＤ和ＣＯＳ、ＣＳ２的水解活性研究．结果表明，催化剂表面碱性中心类型、强度和数目是不相同的；Ｋ２Ｏ和Ｐｔ的负载能提高弱碱性中心的数目和强度，同时能显著提高ＣＯＳ、ＣＳ２的水解转化率．关联第一类ＣＯ２脱附活化能和峰面积与ＣＯＳ水解反应活化能和速率常数，发现呈线性关系，说明弱碱性中心是ＣＯＳ催化水解的活性中心．关联第一、二两类ＣＯ２脱附峰面积与ＣＳ２水解速率常数，指出弱、次弱两类碱性中心均参与了ＣＳ２催化水解．催化剂表面上能量的分布是不均匀的．     

纳米ZnO室温选择氧化H2S特性的研究

碱式碳酸锌在不同焙烧温度下制得的纳米ZnO具有六方晶系纤锌矿结构，平均粒径为15.4 nm、19.1 nm、22.9 nm和33 nm，以其为脱硫剂，对H2S室温脱硫性能进行了研究。利用XRD和XPS技术对脱硫反应前后的样品进行了表征。实验结果表明，纳米ZnO的脱硫性能随粒径的增大而降低，常温、常压下，260 ℃焙烧的纳米ZnO对H2S有高的去除率，并且H2S可选择性地被氧化为单质硫。     

Mn离子掺杂对α-FeOOH结构和形貌的影响

本文采用水热合成方法,在120℃碱性条件下制备出形貌均一的短棒状α-FeOOH纳米粒子,对其进行了金属离子Mn的掺杂。系统研究了Mn离子掺杂对产物物相结构和形貌的影响,对产物进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、穆斯堡尔谱(MES)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征。结果表明:低浓度Mn离子掺杂对α-FeOOH的形成起了形貌和物相调控作用。α-FeOOH纳米棒的长径比随着Mn离子加入量的增大逐渐增加;当nMn(Ⅱ)/nFe(Ⅲ)=0.30时,产物变成了α-(Fe,Mn)OOH和MnFe2O4的混合物,形貌为纳米棒和纳米颗粒。     

氧化铝基催化剂上羰基硫和二硫化碳的水解研究 I.COS和CS_2的水解活性研究

在温度３０～１４０Ｃ空速１０００～５０００ｈ１和常压下，利用固定床反应器测定了三种氧化铝基催化剂上ＣＯＳ和ＣＳ２的水解活性。结果表明，ＣＯＳ和ＣＳ２水解反应速率与其浓度呈一级。低温时三种催化剂上ＣＯＳ和ＣＳ２表观反应活化能依次分别为５７．８０及５２．５０，４４．７１及５５．５３，３８．７０及３５．０ｋＪ／ｍｏｌ。三种催化剂中，负载Ｋ２Ｏ和Ｐｔ的催化剂具有较好稳定性和最高活性。     

碱改性γ-Al_2O_3催化剂上羰基硫的低温水解反应 Ⅰ.催化剂活性及补偿效应

以γ-Al_2O_3为载体,用浸渍法负载碱金属和碱土金属氧化物制备了一系列羰基硫水解催化剂。采用微反-色谱联用装置考察了45—100℃低温区内的活性变化规律。结果表明,催化剂活性与金属氧化物组分及含量有着密切关系。在考察各催化剂在不同温度下水解反应速度常数(K)的变化中,发现指前因子(A)与活化能(E)之间存在着补偿效应,活化能增大时指前因子也随之增大。补偿效应参数(K_0)和能量分布指前因子(1/b)均与负载的金属离子半径(d_m)有关。求得了各催化剂的等动力学温度(T),讨论了羰基硫水解反应中存在补偿效应的原因。     

浸渍活性炭脱除低质量浓度H2S性能的研究

浸渍法制备了Na2CO3浸渍活性炭（IACⅠ）和一种高效脱硫剂（IACⅡ）。通过测定低质量浓度H2S在固定床上的穿透曲线，比较了原活性炭（AC）、IACⅠ和IACⅡ的脱硫效果。考察了原料气相对湿度，H2S质量浓度对穿透过程的影响。建立了固定床反应器一维轴向扩散模型模拟脱硫穿透曲线，并进行了数值求解。通过模型计算与实验测量穿透曲线拟合，确定了有效扩散系数等参数。结果表明，IACⅡ的脱硫效果最佳，其有效扩散系数较IACⅠ有所提高。提高相对湿度有利于增大硫容，但有效扩散系数略有降低。随着H2S入口质量浓度升高，有效扩散系数增大，穿透变快，硫容略有降低。     

分光光度法间接快速测定过氧化氢——基于纳米α-FeOOH/GO的类似过氧化物酶的催化作用

试验表明用超声原位沉淀法制备的α-FeOOH/GO纳米颗粒具有类似于辣根过氧化物酶的活性,且能催化活化过氧化氢而使底物N,N-二乙基-p-苯二胺氧化生成在550nm处有吸收峰的有色化合物。在反应条件下,过氧化氢的浓度在2.0×10-7~2.0×10-4 mol·L-1范围内与吸光度呈线性关系,检出限(3S/N)为1.0×10-7 mol·L-1。据此提出了用分光光度法间接、快速测定过氧化氢含量的方法。应用此方法测定了雨水和蜂蜜样品中过氧化氢的含量,并用标准加入法进行回收试验,测得回收率在92.3%~108%之间,测定值的相对标准偏差(n=5)均小于5%。     

超声辐射水解法制备α-Fe2O3纳米粒子

与普通大颗粒Fe2O3相比,纳米尺寸Fe2O3粉体因具有表面效应,小尺寸效应和宏观量子隧道效应而具有奇特的物理和化学性能,从而在磁性、气敏、催化、染料、抗腐蚀等领域显示出广阔的应用前景,所以纳米Fe2O3的制备方法倍受关注[1-3]。尽管不少学者采用溶胶-凝胶法、电化学合成法、微波辐射法、燃烧合成法、水热法等[4-8]方法成功合成出了高质量的Fe2O3纳米粉体,然而探索如何获得尺寸可控、高纯度、高分散和稳定均一的Fe2O3纳米粉体仍然是材料科学领域的目标之一。近年来,超声波应用于纳米材料的合成领域己取得了可喜的进展,并引起了材料科学…     

纺锤形β-FeOOH纳米结构和α-氧化铁亚微米/微米粒子的合成与转变

使用一种简易的无表面活性剂辅助的水热合成方法,在温度为140 ℃时实现了纺锤形β-FeOOH纳米结构向α-氧化铁亚微米/微米粒子的转变。研究表明,通过实验参数的简单调控,实现了单晶α-氧化铁亚微米粒子与β-FeOOH的纺锤形纳米结构和纳米棒的控制制备。基于实验结果,提出了该过程中的相转变机理。     

Al_(2)O_(3)-Zn-K催化水解COS和CS_(2)的研究北大核心CSCD

以活性氧化铝为载体,浸渍负载Zn、K活性组分,制备优选Al_(2)O_(3)-Zn-K催化剂.考察了反应工艺条件对COS、CS_(2)脱除精度的影响,并对失活的催化剂进行表征,分析催化剂的失活原因.结果表明,负载Zn、K活性组分后,催化剂的弱碱性中心显著提高,负载量为4%时催化剂具有最优的水解活性.在180℃催化水解过程中,工艺条件对CS_(2)脱除精度的影响较COS更为明显.无氧条件下,反应过程中生成的硫酸盐和表面活性物质发生迁移导致催化剂碱性中心减少是催化剂失活的主要原因.     

氧比铝基催化剂上羰基硫和二氧化碳的水解研究 Ⅱ.催化剂上CO_2-TPD的研究(英文)

利用ＣＯ２程序升温脱附测定了三种氧化铝基催化剂上的表面碱性。结果表明，三种催化剂上表面碱性的类型、强度和数目分布不同。活性氧化铝上负载Ｋ２Ｏ和Ｐｔ可大大改变催化剂表面碱性分布。三种催化剂上弱碱性中心的ＣＯ２脱附表现活化能分别为２５．９７，２７．９２和２９．７７ｋＪ／ｍｏｌ。弱碱性中心是ＣＯＳ水解催化活性中心，而弱的和较强的碱性中心参与ＣＳ２的水解催化反应。     

活性炭基水解催化剂的制备及其脱硫性能的研究

分别通过溶胶-凝胶法、浸渍法制备Cu/活性炭(AC)水解催化剂,考察了不同制备方法对水解脱硫性能的影响。利用XRD、BET、SEM等对载体及催化剂进行表征,分析了预处理对AC表面性质及不同制备方法对脱硫效率的影响,并探讨了水解脱硫的机理。结果表明,浸渍法所制备的水解催化剂活性优于溶胶-凝胶法制备的催化剂,在通过预处理增大了AC的比表面积、丰富了AC的孔道结构的基础上,浸渍法能均匀地将活性组分分散在载体表面及其孔道中,而溶胶-凝胶法制备的催化剂活性组分主要覆盖在载体的表面,不能有效进入孔道内,造成脱硫效率下降。在反应温度80℃、羰基硫浓度1.33g/m~3、空速1500h~(-1)、氧化铜质量分数为5%时,浸渍法制备的水解催化剂具有较高的硫容,可达29mg S/g。     

O_2,H_2S和SO_2对氧硫化镧催化性能影响的原位IR研究

对比研究了O2,H2S和SO2对La2O2S和γ-Al2O3催化剂上羰基硫（COS）水解反应的影响,与传统的氧化铝催化剂相比,氧硫化镧显示出良好的抗氧性能和一定的耐硫能力．一定量的O2或O2与H2S共存气体对La2O2S的活性几乎没有影响,但却使γ-Al2O3的活性明显下降;SO2的存在会导致两种催化剂活性有不同程度的降低,但在La2O2S上随着温度的上升其影响程度逐渐减弱．利用原位IR技术表征了La2O2S表面物种,用程序升温脱附（TPD）技术分别考察了O2,H2S,SO2单独组分及混合组分在两种催化剂上的吸附行为．研究发现,由于各组分在两种催化剂上的吸附行为不同,使COS在γ-Al2O3和La2O2S催化剂上具有不同的水解反应机理,氧硫化镧催化剂上COS水解反应遵循Rideal机理．由于SO2本身对La2O2S中的品格S^2-起输送作用,因而稀土氧硫化物催化剂具有良好的抗SO2中毒性能．     

超声水解法制备的纳米二氧化钛光催化性能的研究

锐钛矿型纳米二氧化钛因其优良的光催化性能在环境保护中得到广泛应用，以TiCl4为钛源，水解过程中施加超声辐照，室温条件下制得了5～6nm锐钛型TiO2．考察了施加超声、煅烧温度及粒径尺寸对甲酸降解率的影响．结果表明，催化剂制备过程中施加超声影响对催化剂的光催化性能影响显著：甲酸的降解率由68.57％提高到97．13％．用超声水解法制备的纳米二氧化钛能够在较宽的煅烧温度范围里(450～650℃)保持较高的光催化活性．随粒径的减小催化剂活性提高。当粒径小于20nm时，显示量子尺寸效应。     

纳米ZnO脱硫剂表面结构与室温脱除H2S性能的研究

采用均匀沉淀法制备纳米ZnO，经260 ℃，360 ℃，460 ℃和550 ℃焙烧制备的纳米ZnO均具有六方纤锌矿结构，平均粒径分别为14.3 nm，21.2 nm，24.1 nm和35.3 nm。通过TEM、TPR、XRD和XPS等技术对脱硫剂进行了表征。结果表明，纳米ZnO提高了对H₂S的室温去除率，室温脱除H₂S的活性时间是分析纯ZnO的近40倍；其脱硫性能随粒径增大，氧空位减少而下降，脱硫后高结合能的硫物种增多，硫取代晶格氧的趋势增大。说明粒径大小和氧空位是纳米ZnO室温脱硫的主要影响因素。纳米ZnO(14.3 nm)可直接将H₂S选择氧化为单质硫，尾气中未见SO₂产生。     

微波水解法制备均分散α—Fe2O3纳米粒子的初步研究

微波水解法制备均分散α－Ｆｅ２Ｏ３纳米粒子的初步研究＊汤勇铮（皖南医学院生化组芜湖２４１００１）张文敏＊＊（安徽师范大学化学系芜湖２４１０００）关键词微波辐照水解氧化铁中图分类号Ｏ６１４．８１１均分散氧化铁胶体粒子有着广泛的应用［１］，可以用作制备催...     

水热合成法制备纳米α-Fe_2O_3粉体及光催化性能研究

以氯化铁和三乙烯四胺为原料,采用水热合成法制备了纳米α-Fe2O3。对样品进行了XRD、FT-IR、TEM表征分析,并研究了其光催化性能。研究结果表明,随着Fe Cl3与C6H18N4摩尔比的增大,纳米颗粒先增大后减小,当n(Fe Cl3)∶n(C6H18N4)=1∶1,样品为结晶度较好的50~80 nm的近方形颗粒,且分散性较好。当n(Fe Cl3)∶n(C6H18N4)=2∶1,样品颗粒最小,光催化性能最好。随着水热反应时间延长,样品颗粒尺寸减小,当水热反应0.5 h时,样品为形貌不规则、界面不清晰、有毛绒状物质附着的60~70 nm的圆形颗粒,有团聚,结晶度较差。当水热反应1 h时,样品为粒径65 nm左右的近方形均匀块状颗粒,且分散性较好,结晶度较高。继续延长水热反应时间,样品形貌变化且颗粒减小,光催化性能逐渐增强。     

α-Fe2O3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其磁学性能

在0．15mol／L Clˉ和0．05mol／L SO4^2-的存在下,通过Fe^3＋溶液140℃水热反应12h分别得到α—Fe2O3纳米立方体和α-FeOOH纳米棒自组装的微球,将得到的α-FeOOH纳米棒自组装微球经600℃热处理2h后转化为α—Fe2O3纳米棒组装空心微球．利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对所得产物进行表征和分析．结果表明,所制备的单分散的α-Fe2O3纳米立方体为六方单晶结构,其边长为500nm．直径为2～4．5μm的空心微球是由直径约150nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成．研究了Clˉ和SO4^2-在纳米立方体和空心微球形成过程中的作用,提出了可能的生长机理．在室温下测试了α-Fe2O3纳米立方体和α-Fe2O3纳米棒自组装微球的磁学特性,其矫顽力和剩余磁化强度分别为2858.3 Oe（1 Oe=79．58 A／m）和0．195emu．g^-1（1 emu．g^-1=15．7914×10^-9 A·m^2·kg^-1）,218．87 Oe和0．071 emu．g^-1．     

α-Fe_2O_3纳米立方体和纳米棒组装空心微球的可控合成及其磁学性能

在0.15mol/LCl-和0.05mol/LSO42-的存在下,通过Fe3 溶液140℃水热反应12h分别得到α-Fe2O3纳米立方体和α-FeOOH纳米棒自组装的微球,将得到的α-FeOOH纳米棒自组装微球经600℃热处理2h后转化为α-Fe2O3纳米棒组装空心微球.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对所得产物进行表征和分析.结果表明,所制备的单分散的α-Fe2O3纳米立方体为六方单晶结构,其边长为500nm.直径为2~4.5μm的空心微球是由直径约150nm的α-Fe2O3纳米棒组装而成.研究了Cl-和SO42-在纳米立方体和空心微球形成过程中的作用,提出了可能的生长机理.在室温下测试了α-Fe2O3纳米立方体和α-Fe2O3纳米棒自组装微球的磁学特性,其矫顽力和剩余磁化强度分别为2858.3Oe(1Oe=79.58A/m)和0.195emu·g-1(1emu·g-1=15.7914×10-9A·m2·kg-1),218.87Oe和0.071emu·g-1.