Fe-PILC在贫燃条件下催化丙烯选择性还原NO

采用羟基铁离子柱撑Na-Mont制备了铁柱撑黏土催化剂(Fe-PILC),铁物种作为柱撑成分,同时充当活性组分,研究其在贫燃条件下催化丙烯选择性还原NO的特性。通过XRD、N_2吸附-脱附、H_2-TPR、UV-vis、Py-FTIR等方法对催化剂进行物理化学性质表征,进一步研究其反应机理。研究表明,1.0Fe-PILC在450-600℃时NO的转化率超过98%,N_2的选择性可达97%以上,且抗水蒸气和SO_2的能力较强。XRD和N_2吸附-脱附研究表明,Fe-PILC中铁物种柱撑进入Na-Mont层间,使催化剂的比表面积和孔容增大。H_2-TPR研究表明,Fe-PILC在400℃左右还原能力较强,主要体现为Fe~(3+)→Fe~(2+)的还原。UVvis研究表明,Fe-PILC的脱硝活性与铁氧低聚物种FexOy呈正相关。Py-FTIR研究表明,Fe-PILC表面同时含有Lewis酸和Br■nsted酸性位,Lew is酸性位是C_3H_6与NO进行催化反应的主要活性中心。     

Cu交换度对贫燃条件下 Cu-Al-MCM-41上NO选择性催化还原的影响

利用程序升温反应技术考察了cu交换度对Cu-Al-MCM-41上NO选择性还原反应性能的影响,同时结合XRD,N2吸附等温线,NMR,ICP-AES,TPD和TPR等技术对催化剂的结构特征和化学吸附性能进行了表征．结果表明,经Cu离子交换的Al-MCM-41并未改变载体的结构特征,仍保持长程有序的中孔结构．影响Cu-Al-MCM-41催化剂选择性还原活性的主要因素是Cu交换度,而不是Cu含量,前者决定了活性中心(主要是Cu^2 )的浓度．当Cu交换度低于100％时,随着Cu交换度的增加,NO最大转化率增加．当交换度超过100％后,催化剂的还原活性下降,此时出现的CuO起完全氧化的催化作用而非选择性还原的催化作用．在n(Si)／n(Al)=10,Cu交换度接近100％的Cu-Al-MCM-41上360℃时可获得79％的NO最大转化率．     

水蒸气对Cu-Al-MCM-41上NO选择性还原的影响

 利用程序升温反应考察了10％H2O存在时Cu－Al－MCM－41催化剂\r\n上的NO选择性还原反应，同时结合XRD，N2吸附等温线，NMR，TPD和TP\r\nR等技术对催化剂的化学吸附性能和结构特征进行了表征．活性测试结\r\n果表明，在含水气氛中进行NO选择性还原反应时催化剂的活性下降较小\r\n，且是可逆的，400℃时催化剂的活性可维持300min以上．通过多种表\r\n征可知，分子筛骨架未发生坍塌，催化剂活性变化的原因是H2O的存在\r\n抑制了NO和C3H6在催化剂活性位上的吸附，同时在反应过程中形成了一\r\n定量的CuO物种，导致催化剂表面活性中心数减少．     

分散法制备的CuCl／MCM—41上C3H选择催化还原NO反应的研究

研究了由分散法制备的两种CuCl/MCM-41催化剂上丙烯在过量氧存在下选择催化还原NO反应，发现所制备的CuCl/MCM-41催化剂的反应活性明显高于CuCl/SiMCM-41,XRD,IR,TPR及ESR的研究结果表明，CuCl/MCM-41催化剂上的主要活性中心是骨架铝配位的铜离子（Cu^2 /Cu^ ）。     

以催化油浆窄馏分为添加剂的Al－MCM－41分子筛的合成

 采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，以正硅酸乙酯为硅源，以硫酸铝为铝源，水热合成了以催化油浆窄馏分为添加剂的高比表面积Al－MCM－41介孔分子筛，并利用XRD，HREM，TG－DTA及N2吸附－脱附等测试手段对合成样品进行了表征．合成的Al－MCM－41分子筛的比表面积和孔体积分别达到1295m2／g和1．5cm3／g，其平均孔径为4．3nm．重点研究了Al－MCM－41分子筛结晶度、晶胞参数、比表面积、孔体积及平均孔径等结构性质随催化油浆窄馏分添加量及其组成的变化规律，并从合成机理上进行了解释．     

贫燃条件 In-Ag/TiO2-γ-Al2O3催化 CO选择性还原NO

汽车尾气中主要污染成分 CO和 NOx可导致酸雨、光化学烟雾和臭氧空洞效应,对生物、环境及生态系统造成重大危害。污染源中 CO是性能优良的还原剂,如能不添加还原剂实现 CO催化还原 NOx,将成为最具经济技术优势的 NOx脱除技术。在富氧、低温条件下,利用 CO选择性催化还原 NOx为 N2,是目前选择性催化还原研究中的热点和难点。催化 CO还原 NOx常用的贵金属 Ir, Rh, Pt和Pd矿藏稀少,价格昂贵,有氧条件下活性急降,而分子筛催化剂和一些金属氧化物催化剂普遍存在反应温度高,尤其对 N2选择性差等问题。为解决上述问题,需寻找新的适合我国矿产资源的催化体系。研究发现,稀散金属基催化剂对氮氧化物的净化具有一定效果,因而可将我国的稀散金属资源优势转化为技术优势和经济优势。因此,本文以 TiO2-γ-Al2O3(TA)为载体, In/Ag为活性组分,采用等体积浸渍法制备了 InAg/TA以及 In/TA, Ag/TA和InAg/Al (γ-Al2O3为载体)催化剂,考察了贫燃条件下 CO选择性还原NO的催化活性。研究表明,双金属催化剂InAg/Al和 InAg/TA的活性比单金属催化剂In/TA和 Ag/TA高, In/TA催化剂中引入 Ag物种能降低起燃温度;另外,相比于InAg/Al催化剂, InAg/TA催化剂具有较高的催化活性,550?600°C时 N2产率超过60%,说明载体中引入TiO2可以提高催化剂活性。为了深入研究 InAg/TA催化剂中 Ag物种和TiO2对 In物种的作用,通过比表面测定、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱、氢气程序升温还原、傅立叶变换红外线光谱等方法分析了催化剂结构和表面形态。结果表明, Ag物种可以提高 In物种的分散性, In和 Ag物种在 TA载体表面可以很好地分散,从而有利于提高催化活性。 In和 Ag物种在 TA载体表面以氧化态形式存在,并且 Ag物种可以提高 In物种表面含量,表面 In和 Ag物种含量越高,吸附活性位越多,催化活性越高;同时, TiO2也可以促进 NO吸附,从而提高 InAg/TA催化剂活性。 InAg/TA催化剂在450°C连续反应72 h进行稳定性测试,测试前后分别在50?600°C进行活性测试,并用 XRD和 TEM对反应后的催化剂进行表征测试。结果表明, InAg/TA催化剂具有较好的稳定性,连续反应前后催化剂活性基本保持不变,推测可能由于在有 CO和O2存在的体系中, Ag物种利用自身 Ag+与 Ag0之间的氧化还原反应抑制了活性组分 In2O3的还原和聚集,稳定了 In物种乃至催化剂活性。 InAg/TA催化剂用于贫燃条件下CO还原NO具有较好的催化效果,主要归因于催化剂活性组分分散性好,稳定性高,对NO吸附能力强。 Ag物种可以稳定In物种并提高其分散性, TiO2可以改善In物种和Ag物种的分散性并促进NO吸附。     

Cu修饰的MCM—41的合成,表征及对芳烃羟化反应催化作？…

利用ＭＣＭ－４１形成过程中协同自组装特点,在合成过程中引入Ｃｕ（ＮＨ３）４＾２＋,制备出过渡金属表面修饰的纯硅介孔分子筛Ｃｕ－ＭＣＭ－４１,采用ＸＲＤ,ＩＣＰ,ＥＳＲ,Ｎ２吸附等手段确定Ｃｕ处于ＭＣＭ－４１的表面,取代了端羟基中氢的位置,与骨架桥氧和硅羟基中的氧配位,利用苯酚羟化反应为探针,考察了Ｃｕ－ＭＣＭ－４１的催化活性。结果表明,Ｃｕ－ＭＣＭ－４１具有很高的苯酚羟化活性,与ＴＳ－１分子筛的催     

MCM－41中孔分子筛的合成及其性质

以十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）作模板剂，研究了水热体系中中孔ＭＣＭ－４１分子筛的合成条件。在Ｈ_２Ｏ／Ｓｉ介于１２～１００，Ｓｉ／Ａｌ介于１０～∞，ＣＴＡＢ／Ｓｉ介于０．０８～０．２时，可以合成出ＭＣＭ－４１分子筛。在加入煤油等混合烃的合成体系中，可以合成出孔径大于４ｎｍ的ＭＣＭ－４１分子筛。用ＸＲＤ、ＳＥＭ、Ｎ_２吸附对合成样品加以表征，证明它们具有典型的中孔分子筛特性。探针反应证明它具有中强酸中心。     

反应条件对Cu/Al-Ce-PILC上丙烯选择性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黏土Al-Ce-PILC, 经SO2-4改性后,以浸渍法制备了铜基交联黏土催化剂Cu/Al-Ce-PILC, 并将其应用于C3H6选择性还原NO的反应,考察了预处理气氛、 O2和C3H6浓度、空速、水蒸气和SO2等反应条件对催化剂性能的影响. 结果表明, He预处理后催化剂表面的Cu物种以Cu+和Cu2+两种形式存在,而H2预处理后仅以Cu+存在, NO转化率最大值由23%升至56%. 反应体系中适当的O2和C3H6浓度可促进NO还原为N2, 但过高的浓度反而可降低NO的还原活性, O2同时可起到抑制积炭、清洁催化剂表面的作用. NO转化率随着空速的增大而降低. 10%水蒸气的存在可抑制NO的还原和C3H6的氧化,其转化率曲线向高温方向位移. 但是,由于金属氧化物交联柱表面的疏水特性, Cu/Al-Ce-PILC较Cu/ZSM-5具有较强的耐湿热稳定性, NO和C3H6最大转化率仅分别下降13%和5%. SO2的存在明显抑制了催化剂的低温活性,但对高温活性有一定促进作用.     

过渡金属改性MCM—41的结构及对苯催化氧化的研究

制备了Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ改性的ＭＣＭ－４１,采用ＸＲＤ、低温Ｎ２吸附及ＴＰＤ手段研究了改性ＭＣＭ－４１的结构特征和表面性质。过渡金属可同晶取代骨架Ｓｉ,同晶取代的能力与过渡金属离子半径有关,过渡金属改性ＭＣＭ－４１均具有较好的长程有序结构、均一的孔径分布和较高的比表面积,引入不同的过渡金属可以改变ＭＣＭ－４１表面酸性和亲水／增水性和亲水考察了改ＭＣＭ－４１对苯氧化的催化性能。     

Sn/Al2O3催化剂结构与选择性催化还原NO性能

以不同沉淀剂和铝盐与SnCl4共沉淀制备了Sn/Al2O3催化剂.考察了催化剂在富氧条件下催化丙烯选择性还原NO的性能,借助于X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)和程序升温还原(TPR)等方法研究了催化剂性能与结构的关系.发现以NH3.H2O和NH4HCO3为沉淀剂、NH4Al(SO4)2为铝盐制备的Sn/Al2O3催化剂催化活性最高,NO转化率达90.9%,最佳催化活性温度为350℃.该催化剂的比表面积为254 m2/g,孔体积为0.878 cm3/g,孔径分布曲线在3~8 nm出现双峰,Sn物种主要以晶态SnO2存在,且表面Lewis酸酸量增加.     

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.     

Au／Fe2O3／Al2O3催化剂上丙烯选择催化还原NO

以浸渍法制备的Fe2O3/γ-Al2O3为载体,采用均相沉积沉淀方法制备了Au/Fe2O3/Al2O3催化剂.该催化剂在丙烯选择催化还原NO反应中显示出很好的低温催化活性,300℃时NO被选择还原为N2的转化率可达43%,而在Au/Al2O3催化剂上,NO的转化率仅为21%.水蒸气的加入对催化剂活性的影响较小.X射线衍射结果表明,Au和Fe2O3高度分散在Al2O3载体上.吸附氢气的程序升温还原结果表明,Au与Fe2O3之间存在着强相互作用,Au的存在促进了Fe2O3的还原,Au和Fe2O3之间的协同作用可能是Au/Fe2O3/Al2O3催化剂在丙烯选择还原NO反应中具有较高低温催化活性的原因之一.     

Cu含量对Cu/Al-Ce-PILC上丙烯选择性催化还原NO反应的影响

 采用聚合羟基复合阳离子合成交联粘土Al-Ce-PILC,经SO2-4改性后,以浸渍法制备了用于C3H6选择性还原NO反应的铜基交联粘土催化剂Cu/Al-Ce-PILC. 用XRD,XPS和TPR等技术对催化剂进行了表征,并考察了Cu含量对催化剂性能的影响. 结果表明,Cu负载未改变Al-Ce-PILC的结构; w(Cu)=2%时,Cu物种以Cu+和Cu2+两种形式存在,催化剂具有最高的催化活性和较宽的操作温度范围,在反应气组成为0.22%NO-0.12%C3H6-2.0%O2-97.66%He,空速为 24000 h-1和温度为350 ℃的条件下,NO转化率可达56.4%,700 ℃下仍可达22.3%; w(Cu)=5%时,催化剂中有明显的CuO物相存在,该物相促进C3H6的深度氧化,从而降低了NO选择性还原反应的性能.     

Pt/SAPO-34在低温H2选择催化还原NO反应中的催化活性

考察了贫燃条件下Pt/SAPO-34催化剂低温(60～260℃)选择催化还原(H2-SCR)消除NO的催化性能,研究了载体、金属负载量和反应条件对催化性能的影响.结果表明,0.5%Pt/SAPO-34催化剂的活性高于相同金属负载量的Pt/SiO2和Pt/ZSM-5,其在高空速(80000h-1)时的最高NO转化率可达78.8%,N2选择性为75.2%,而在空速降低到10000h-1时,其NO转化率可达到100%.通过原外漫反射红外光谱初步研究了H2-SCR反应的机理,发现反应的中间物种主要是-NO3-.     

不同Si/Al比对Mo/ZSM-5催化性能的影响

采用浸渍法在不同Si／Al比的HZSM-5上制备了3种MoO3含量相同的Mo／ZSM-5样品，并在相同的实验条件下对其进行了活性测试，同时运用XRD、XPS、NO—TPD等技术分别对催化剂的体相和表面结构进行了表征．实验结果表明，Si／Al比对Mo／ZSM-5上NO的选择性催化还原性能有明显的影响，Si／Al比为28的1#样品其转化率在530℃达到94％以上，而Si／Al比较大的2#和3#样品最高转化率只有48％和41％．对3种Mo／ZSM-5样品的XRD表征只发现有HZSM-5和MoO3两种物相存在，分子筛骨架差异不大；而XPS表征却发现1#样品的表面M03d5／2含量远大于2#和3#样品，并且有Mo^4 和(或)Mo＼ 5 存在，表明3种样品的表面性质存在很大差异．在3种样品中，1#样品具有最大的NO吸附能力，这与表面特性差异相吻合．     

Pd／硫酸化氧化铝一种新型甲烷选择还原NO催化剂

 中译文： 最近，以甲烷为还原剂选择性还原NO引起人们的极大关注[ ，2]. 已有的结果表明：钯基催化剂对该反应有较高的活性[3-6]. 然而，在该反应中，钯基催化剂的活性对载体的性质有很强的依赖性[3，4]. 迄今为止，只有酸性的沸石[3，4]和酸性的氧化锆[4-6]被证明是钯基选择性还原NO催化剂的有效载体. 相反，Pd/g-Al2O3作为目前最被广泛应用的一种三效催化剂[7]，对于甲烷选择性还原NO反应只有很低的活性[3]. 在本工作中，我们首次研究了一系列担载Pd的硫酸化氧化铝（SA）催化剂上甲烷选择性还原NO反应并考察了Pd含量对催化剂活性的影响。 硫酸化氧化铝（SA）按照Hamada等人[8]的方法, 将g-Al2O3（分析纯，上海试剂公司，中国）用2.5 mol/L硫酸溶液按照15 ml/g 比例浸渍, 得到产物缓慢搅拌半小时, 然后不洗涤直接过滤并在110 ℃下干燥过夜. 通过用氯化钯的水溶液等体积浸渍的方法实现Pd的担载. 所有样品先在110 ℃下干燥8小时，然后在600℃下空气氛中焙烧6小时. 反应在固定床反应器中进行，混合气 (组成为：0.2 % NO, 0.2 % CH4, 2.0 % O2, He为底气) 以60毫升/分钟的流速流过1毫升催化剂（GHSV=3600 h-1）. 气体产物用气相色谱在线分析. NO转化率以N2的产率计算，甲烷的转化率由其消耗量来计算. 图1给出了四种不同催化剂上NO和CH4转化率与反应温度的关系. 由图1可见，g-Al2O3对甲烷选择性还原NO只有微弱活性. 硫酸化后，NO和CH4的转化率都明显下降. 这种活性下降可以归因为硫酸化后在g-Al2O3表面上生成了活性更低的硫酸铝的缘故[8]. 当我们将0.1 wt.% Pd担载到g-Al2O3 和 SA上时，两种载体的催化活性发生了明显的变化. 与Misono等人[3]一样，我们发现担载 0.1 wt.% Pd后，g-Al2O3上甲烷转化率增加，但NO的转化率仍然很低. 这一结果表明，在g-Al2O3上担载Pd后，只促进了燃烧反应. 另一方面，担载Pd后，SA上的NO和CH4转化率都明显提高. 在Pd/SA上，NO转化率于500℃达到最大值75 %. 显而易见，SA是一种用于甲烷选择性还原NO反应的Pd催化剂的新型载体，载体的硫酸化对提高甲烷还原NO的选择性是必要的. SA可以通过硫酸溶液浸渍商业化的g-Al2O3获得，这就使其比酸性的沸石或酸性的氧化锆更便宜和更容易获得. 因此我们认为SA有希望成为一种用于甲烷选择性还原NO的Pd催化剂的商业化载体. Pd含量对Pd/SA催化剂催化活性的影响如图2所示. 可以看出Pd/SA催化剂的活性随Pd含量的增加而增加，当Pd的含量为0.1 wt.%左右时达到最大值，然后下降. 这一结果表明对于Pd/SA催化剂，Pd的最佳含量大约为0.1 wt.%.