掺杂型Mn-La/Ti-PILC催化剂的低温SCR脱硝研究

采用共浸渍法制备了Mn/Ti-PILC和La掺杂的Mn-La/Ti-PILC(k为La和Mn物质的量比,k=0/1、1/4、1/12和1/20)四种催化剂。研究了La的掺杂对催化剂的低温脱硝效率的影响,同时通过BET、H₂-TPR、NH₃-TPD和XRD等方法对催化剂进行表征。结果表明,La的掺杂使催化剂的还原温度向低温方向迁移,氧化还原能力得到了提高,催化剂的表面酸量得到提高;La的掺杂有利于催化剂活性的提高,其中,Mn-La/Ti-PILC(k=1/12)催化剂的低温SCR的脱硝活性最高。     

前驱物对Mn-Ce/Ti-PILC低温SCR脱硝的影响

分别采用TiCl₄和钛酸丁酯为Ti前驱物制备了钛基交联黏土(Ti-PILC),通过浸渍法将锰铈负载于Ti-PILC上,制得催化剂Mn-Ce/Ti-PILCs和Mn-Ce/clay,测试了该催化剂在以氨气为还原剂的低温SCR过程中的催化活性,分析了Ti前驱物对黏土结构及催化性能的影响。XRD、BET、FT-IR、NH₃-TPD和SEM等表征结果表明,与原土(clay)相比,经钛交联柱撑后,Ti-PILC的微观结构更加合理,其比表面积和孔容都有了一定程度的增加,表面酸性有所增强。与原土负载的Mn-Ce/clay催化剂相比,Mn-Ce/Ti-PILCs的催化活性明显提高。而且,钛酸丁酯作前驱物进行交联比TiCl₄交联效果更明显,所得到的催化剂低温活性更好。     

Ti-PILC负载Ga-Fe的CH4-SCR脱硝性能研究

为解决柱撑粘土（PILC）系催化剂在CH4作还原剂条件下选择性催化还原（SCR： selective catalytic reduction）NO效率较低、抗水蒸气、抗SO2毒化能力较差等问题,提出了一种较为新颖的催化剂制备方法。利用TiCl4作为Ti源对Na化蒙脱土进行柱撑得到Ti-PILC,之后以浸渍法和离子交换法分别负载活性金属Ga和Fe得到xGa/Ti-PILC系列和yFe-14Ga/Ti-PILC系列催化剂。采用多种方法对催化剂的基础物理化学性质进行了表征,并在固定床微反应器上进行了CH4-SCR脱硝实验。结果表明, 14Ga/Ti-PILC于500℃达到了77%的NO还原率,引入Fe后,催化剂的抗水抗硫性能得到了提高,如10Fe-14Ga/Ti-PILC,在含5%水蒸气和200ppmSO2条件下,NO脱除效率的下降不超过10%和8%。对催化剂进行N2吸附-脱附、H2-TPR、XRD、XPS、UV-vis、Py-FTIR等相关表征及分析后发现,Ga在Ti-PILC上分散度较高的情况下能有效提升催化剂对NO的还原性能;通过引入适量的Fe增加14Ga/Ti-PILC的孔径从而可较为有效的降低水蒸气和SO2对催化剂脱硝活性的负面影响;催化剂表面存在的Lewis酸的含量与催化剂的脱硝活性呈正相关关系。     

WO3对MnOx/TiO2低温脱硝SCR催化剂的改性研究

以醋酸锰为前驱物通过浸渍法制备了MnO_x/TiO₂催化剂,用WO₃对载体进行改性制得一系列MnO_x-WO₃/ TiO₂催化剂,采用X射线衍射（XRD）、比表面积测定(BET)、拉曼光谱(LRS)、原位红外(FT-IR)光谱等表征技术进行相关的微观表征分析,同时在模拟氨气选择性催化还原NO_x（NH₃-SCR）的反应条件下对催化剂的脱硝反应活性进行了考察。研究表明,添加5%的WO₃拓展了载体的比表面积,提高了催化剂的抗热性,增加了催化剂表面的Brnsted酸位,拓宽其选择性催化还原脱硝活性温度窗口,对MnO_x/TiO₂催化剂有很好的改性作用;先钨后锰的负载顺序优于先锰后钨;随着温度的升高,化学催化反应速率提高,催化剂表面NH₃吸附峰呈减弱或消失趋势,故催化剂脱硝活性温度曲线呈中间高、两头低。     

CeO2/ACF的低温SCR烟气脱硝性能研究

在氧存在下以NH3为还原剂的选择性催化还原烟气NOX技术（SCR）已经工程化。工业中常用的催化剂,主要是V2O5／TiO2或V2O5-WO3／TiO2,在300℃～400℃表现出高的NOX脱除率。为此,选择性催化还原法（SCR）装置须安装在空气预热器之前和省煤器之后,以利用过程的烟气温度。但这里存在的高浓度粉尘和SO2容易引起催化剂中毒和使用寿命减少,因此,研究开发低温运行（〈300℃）的SCR催化剂,使催化反应器能布置在除尘或／和脱硫之后,具有重要意义。同时烟道废气的温度会因生产装置负荷的变化而有较大的波动,这就要求催化剂具有较宽的高活性温度区间。     

低温燃烧法制备Mn-CeO_x催化剂及其NH_3-SCR脱硝性能

通过低温燃烧法(LCS)制备了不同金属硝酸盐与柠檬酸物质的量比的系列Mn-CeO_x(LCS)锰铈催化剂,将其与共沉淀法(CP)制备的Mn-CeO_x(CP)锰铈催化剂相对比,结合XRD、XPS、FESEM和H2-TPR等技术表征,对其NH_3-SCR脱硝催化性能进行了研究。结果表明,金属硝酸盐与柠檬酸的物质的量比是影响Mn-CeO_x(LCS)催化剂脱硝性能的重要因素。虽然两种催化剂中的锰氧化物组分均为无定型,但相较于Mn-CeO_x(CP),Mn-CeO_x(LCS)表面具有较高的锰含量与Oα/(Oα+Oβ)比,其脱硝催化性能也较高;同时,Mn-CeO_x(LCS)锰铈催化剂上有更多的多级孔,有利于气体在催化剂上的吸附和反应。硝酸盐与柠檬酸物质的量比为36∶22的Mn-CeO_x(LCS)锰铈催化剂在80-180℃下脱硝率可达75%-100%;即使通入SO2,180℃下的脱硝率仍可稳定于74%。     

Mn/Ce-ZrO2催化剂低温NH3-SCR脱硝性能研究

采用浸渍法制备了三种具有不同载体的锰基NH₃低温选择性催化还原(NH₃-SCR)催化剂Mn/Ce-ZrO₂、Mn/P₂₅和Mn/Al₂O₃。研究了三种催化剂低温SCR脱硝活性及抗H₂O、抗SO₂性能,并采用XRD、NH₃-TPD和H₂-TPR手段对催化剂的物理化学性质进行表征。结果表明,在无H₂O和SO₂存在的情况下,三种催化剂的低温SCR催化活性均比较高。相对来说,Mn/Ce-ZrO₂在低温段(100~160℃)活性更高,Mn/P₂₅在高温段(160~220℃)活性更高,这与两种催化剂的氧化还原性质有关。H₂-TPR表征表明,Mn/Ce-ZrO₂更容易发生氧化还原反应,而Mn/P₂₅还原峰对应的温度较高、面积较大。三种催化剂均有很高的低温抗水性能。另外,Mn/Ce-ZrO₂的抗H₂O、抗SO₂性能最好,而Mn/P₂₅的抗H₂O、抗SO₂性能最差。Mn/Ce-ZrO₂具有较好的抗H₂O、抗SO₂性能是由于其具有较多的表面酸位点,且表面生成的硫铵盐不稳定。     

中低温Fe_2O_3-MnO_2-CeO_2/TiO_2脱硝催化剂的合成、表征及催化活性

选用共沉淀法以Fe,Mn和Ce三元复合氧化物为活性组分,以Ti O_2为载体,制备出一种铁基中低温SCR脱硝催化剂Fe_2O_3-Mn O_2-Ce O_2/Ti O_2.将制备的铁基中低温SCR脱硝催化剂进行脱硝活性模拟测试,结果表明在150℃~250℃温度区间内,掺杂含量不同的Fe_2O_3-Mn O_2-Ce O_2/Ti O_2复合氧化物催化剂大多都具有持续稳定的脱硝性能,催化效率最高可稳定在91%以上.同时,采用SEM,XRD,TG和EDS等催化剂表征手段,详细分析了其组分分布,空隙结构与催化性质.     

纳米Cr2O3的制备、表征及催化性能

首次采用溶胶-凝胶法与共沸蒸馏法耦合技术制备了纳米Cr2O3粉体，并运用BET、TEM、XRD、FT-IR、XPS及H2-TPR对其进行表征，同时采用CO2氧化乙烷脱氢制乙烯反应作为探针反应，考察了纳米Cr2O3的催化性能。首次发现纳米ErgO3的FT-IR谱出现了蓝移现象，并且630cm^-1附近的伸缩振动峰强度增强。初步探讨了纳米氧化物的IR蓝移和红移的原因，指出晶型是影响纳米氧化物红外光谱特征的重要因素。实验结果表明纳米Cr2O3上乙烷和CO2转化率均明显高于常规Cr2O3催化剂；在700℃下，乙烷转化率高达77．1％，而乙烯产率达到了58．98％。     

MnOx/Al2O3催化剂低温SCR脱硝性能

采用浸渍法制备了MnO_x/Al_2O_3低温脱硝催化剂,研究了Mn的含量对MnO_x/Al_2O_3催化剂低温烟气中NOx脱除率的影响,并通过XRD、SEM、BET、XPS、NH_3-TPD和H_2-TPR等手段对催化剂进行了表征.结果表明,当Mn含量为9%,空速为45 000 h-1时,MnO_x/Al_2O_3催化剂NO_x脱除率最高,在220℃时达79%;9MnO_x/Al_2O_3催化剂表面MnO_x氧化物分散较均匀,且稳定性及抗H_2O性能较好,但抗SO_2性能有待提高;MnO_x/Al_2O_3催化剂孔径主要分布在4~20 nm范围内,Mn含量对催化剂孔径变化影响较小;催化剂中活性组分Mn主要以Mn~(3+)和Mn~(4+)的形式存在;Mn~(4+)和Oα含量增加有利于NO_x的脱除;且添加Mn后,活性酸位点的数量增长,增强了催化剂还原能力,促进了NO_x脱除率的增加.     

基于MnOx-CeO2/PPSN的低温SCR脱硝

采用超声法,将经400℃煅烧、锰摩尔分数为40%的MnO_x-CeO₂负载到经硝酸处理后的聚苯硫醚(PPSN)滤料上,制备了MnO_x-CeO₂/PPSN滤料。以氨气为还原剂,测试了MnO_x-CeO₂/PPSN滤料低温SCR过程中的催化活性,同时研究了催化温度、NH₃体积分数、O₂体积分数、催化剂负载量等因素对其NO脱除效率的影响。研究发现,当MnO_x-CeO₂负载量为296g/m²时,在催化温度130~160℃、NH₃/NO略大于1、O₂体积分数约5%时,MnO_x-CeO₂/PPSN滤料具有较高的NO脱除效率。在催化温度、NH₃体积分数、O₂体积分数一定时,MnO_x-CeO₂/PPSN滤料的NO脱除效率随负载量的增大而增大。     

Study by in situ FTIR of the SCR of NO by propene on Cu ion-exchanged Ti-PILC

Adsorption on Cu ion-exchanged titanium pillared clay (Cu-Ti-PILC) was investigated by in situ infrared spectroscopy to provide insight into the reaction intermediates present in the selective catalytic reduction (SCR) of NO by propene in the presence of oxygen. The NO/O₂ adsorption produced different nitrate species due to the presence of terminal and bridged Cu²⁺–OH groups. These nitrates evolved into N₂ and N₂O in small amounts once the NO catalytic cycle was finished. It can be concluded that the Cu²⁺–OH groups reacted with the nitro group, thus forming nitrates. C₃H₆ adsorption was higher and stronger than NO adsorption on the active sites of the catalyst. C₃H₆ reacted in the active site producing hydrocarbon intermediates (an organic nitro compound and acetate), which were responsible for the NO reduction.     

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。     

制备方法对氧化锰八面体分子筛的NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

采用不同方法制备了一系列氧化锰八面体分子筛(OMS-2)催化剂,考察了制备方法对其低温NH3-SCR催化性能的影响,并采用BET、XRD、Raman、H2-TPR、XPS和TEM等手段对催化剂的物化性质进行表征。结果表明,OMS-2催化剂在50~150℃时其低温SCR活性明显优于MnOx催化剂,OMS-2催化剂在120℃时NOx转化率接近100%。此外,不同的制备方法对OMS-2催化剂的SCR脱硝活性影响明显。其中,固相法制备的OMS-2催化剂的SCR活性最佳。H2-TPR测试结果表明,OMS-2更容易发生氧化还原反应,MnOx还原峰对应的温度较高。XRD、TEM和XPS分析结果表明,低结晶度和高分散性的无定形催化剂有利于低温SCR反应,较高的表面晶格氧和无定形MnO2物种是OMS-2催化剂具有优异低温SCR活性的主要原因。     

A novel acrylonitrile–butadiene–styrene/poly(ethylene glycol) membrane: preparation,characterization, and gas permeation study

Polymeric membranes were prepared by blending different grades of poly(ethylene glycol) (PEG) as the added polymer with acrylonitrile–butadiene–styrene as the backbone structure. The membranes were characterized by Fourier transform infrared, X‐ray diffractometry, dynamic mechanical thermal analysis, differential scanning calorimetry, and scanning electron microscopy. Furthermore, the gas permeation and separation properties of CO₂/CH₄ were studied. In addition, the effect of pressure (1–8 bar) and the effect of PEG content (0–40 wt%) on CO₂ and CH₄ permeability/selectivity were investigated. The results showed that, in more cases, with the introduction of PEG molecules, CO₂/CH₄ selectivity increases without significant changes in CH₄ permeability, indicating that the incorporation of intermolecular interaction is suitable for the separation of gas pairs with no molecular size domination but the solution–diffusion. From the viewpoint of gas separation applications, the resultant data are in the commercially attractive region. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Study on the effect of Mn-Ce/Ti-PILC on low temperature SCR activity prepared with different precursors

分别采用TiCl4和钛酸丁酯为Ti前驱物制备了钛基交联黏土(Ti-PILC),通过浸渍法将锰铈负载于Ti-PILC上,制得催化剂Mn-Ce/Ti-PILCs和Mn-Ce/clay,测试了该催化剂在以氨气为还原剂的低温SCR过程中的催化活性,分析了Ti前驱物对黏土结构及催化性能的影响.XRD、BET、FT-IR、NH3-TPD和SEM等表征结果表明,与原土(clay)相比,经钛交联柱撑后,Ti-PILC的微观结构更加合理,其比表面积和孔容都有了一定程度的增加,表面酸性有所增强.与原土负载的Mn-Ce/clay催化剂相比,Mn-Ce/Ti-PILCs的催化活性明显提高.而且,钛酸丁酯作前驱物进行交联比TiCl4交联效果更明显,所得到的催化剂低温活性更好.