V2O5/ACF催化剂低温下选择性催化还原NO的机理

将V2O5担载在活性炭纤维(ACF)上制得V2O5/ACF催化剂,并采用暂态响应实验和NH3吸附氧化实验等考察了影响V2O5/ACF催化剂上选择性催化还原(SCR)反应的关键因素.结果表明,NH3在催化剂表面的吸附是必要的,而且该吸附是一个快速过程;气相O2的存在有利于形成催化剂中所需的活性氧化态物种.NH3吸附.脱附与原位质谱相结合的实验表明,V2O5/ACF催化剂具有吸附NH3和将NH3氧化为N2H2的能力,N2H2为NH3氧化的一种中间体.     

利用Cr_2O_3-LaCoO_3-Pt纳米材料催化发光测定大气中的氨分子

研究了氨分子在Cr_2O_3纳米粒子（粒径50 ～ 80 nm）表面的化学发光行为， 发现这种纳米材料对氨分子具有较强的选择性。进一步的研究表明，在掺杂了 LaCoO_3纳米粒子（粒径20 nm）和Pt纳米粒子（粒径≤10 nm）后，化学发光强度 增强了近25倍。在最佳反应条件下，化学发光强度与氨分子的浓度在15.0 * 10~(- 6) ～ 750 * 10~(-6)内呈良好的线性关系（r = 0.995），检出限为4.0 * 10~(- 6)。     

贫燃条件下丙烯选择还原一氧化氮新型锡锆固溶体催化剂性能

采用双股江流共沉淀方法制备了锡锆固溶体DeNO_x催化剂,在反应气组成为1. 212*10~(-3)NO,1.095*10~(-3)C_3H_6和2.09%O_2,反应空速为17000h~(-1)条件下 ,含SnO_2为w(SnO_2)=60%的样品在350 ℃时有最大NO还原转化率71%。固定锡锆比 w(SnO_2)=60%,采用尿素均相沉淀法制备的样品在相同测试条件下,350℃的最大 NO转化率达74%。对该样品在不同温度、不同氧气及丙烯浓度、不同反应空速及水 热处理条件下的NO还原性能进行考察。结果表明,锡锆固溶体催化剂具有较高的热 稳定性和水热稳定性,以及较好的抗氧性能和对高空速的耐受特性。结合对丙烯转 化率的分析,锡锆固溶体上丙烯完全燃烧活性的抑制有利于提高NO的还原活性。     

Insights into the selective catalytic reduction of NO by NH<Subscript>3</Subscript> over Mn<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>4</Subscript>(110): a DFT study coupled with microkinetic analysis

Nitric oxide (NO_x), as one of the main pollutants, can contribute to a series of environmental problems, and to date the selective catalytic reduction (SCR) of NO_x with NH₃ in the presence of excess of O₂ over the catalysts has served as one of the most effective methods, in which Mn-based catalysts have been widely studied owing to their excellent low-temperature activity toward NH₃-SCR. However, the related structure-activity relation was not satisfactorily explored at the atomic level. By virtue of DFT+U calculations together with microkinetic analysis, we systemically investigate the selective catalytic reduction process of NO with NH₃ over Mn₃O₄(110), and identify the crucial thermodynamic and kinetic factors that limit the catalytic activity and selectivity. It is found that NH₃ prefers to adsorb on the Lewis acid site and then dehydrogenates into NH₂* assisted by either the two- or three-fold lattice oxygen; NH₂* would then react with the gaseous NO to form an important intermediate NH₂NO that prefers to convert into N₂O rather than N₂ after the sequential dehydrogenation, while the residual H atoms interact with O₂ and left the surface in the form of H₂O. The rate-determining step is proposed to be the coupling reaction between NH₂* and gaseous NO. Regarding the complex surface structure of Mn₃O₄(110), the main active sites are quantitatively revealed to be O_3c and Mn_4c.     

微波水热改性制备S_2O_8~(2-)/Fe_2O_3-SiO_2固体酸及催化性能

对共沉淀法得到的Fe2O3-SiO2混合氧化物前驱物进行微波水热改性处理,经浸渍(NH4)2S2O8后再焙烧得S2O82-/Fe2O3-SiO2固体酸催化剂。用XRD、TEM、N2气吸附/脱附及化学分析方法对其进行了表征,用乙酸/丁醇酯化催化反应评估固体酸的催化性能,并与通常条件下制得的催化剂进行了比较。结果显示,引入SiO2会延迟Fe2O3晶体的形成与长大;对前驱物用250W的微波水热改性处理1.5h,制得的固体酸具有适中的比表面积、均匀的孔径分布,含硫量为6.02%,比表面积为37.1m2/g。该固体酸对乙酸丁醇酯化反应有很高的催化活性,催化酯化反应3h,乙酸的转化率高达97.7%。     

Co_3O_4 modified Ag/g-C_3N_4 composite as a bifunctional cathode for lithium-oxygen battery

Rechargeable lithium-oxygen(Li-O_2)batteries have appeal to enormous attention because they demonstrate higher energy density than the state-of-the-art Li-ion batteries.Whereas,their practical application is impeded by several challenging problems,such as the low energy round trip efficiencies and the insufficient cycle life,due to the cathode passivation caused by the accumulation of discharge products.Developing efficient catalyst for oxygen reduction and evolution reactions is effective to reduce the overpotentials in Li-O_2cells.In our work,we report a Co_3O_4modified Ag/g-C_3N_4nanocomposite as a bifunctional cathode catalyst for Li-O_2cells.The g-C_3N_4substrate prevents the accumulation of Ag and Co_3O_4nanoparticles and the presence of Ag NPs improves the surface area of g-C_3N_4and electronic conductivity,significantly improving the oxygen reduction/evolution capabilities of Co_3O_4.Due to a synergetic effect,the Ag/g-C_3N_4/Co_3O_4nanocomposite demonstrates a higher catalytic activity than each individual constituent of Co_3O_4or Ag/g-C_3N_4for the ORR/OER on as catalysts in Li-O_2cells.As a result,the Ag/gC_3N_4/Co_3O_4composite shows impressive electrochemical performance in a Li-O_2battery,including high discharge capacity,small gap between charge and discharge potential,and high cycling stability.     

CuSO_4/TiO_2催化剂在氨选择性催化还原氮氧化物反应中的性能(英文)

氮氧化物(NO_x)是主要的大气污染物之一.氨气选择性催化还原法(NH_3-SCR)是目前去除固定源排放的氮氧化物的最有效方法,被广泛用于燃煤或者生物质的火电厂中.催化剂是NH_3-SCR法的核心,其中V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂是主要的商业SCR催化剂;但是V_2O_5有毒,对环境的影响很大;另外,该催化剂具有较高的SO_2氧化性能.因而研究者一直在探索新型的SCR催化剂.SO_2是燃煤电厂烟气中的典型气体之一,所以抗硫性能是催化剂的一个重要指标.在SCR反应条件下,SO_2和O_2容易与氧化物催化剂发生反应生成稳定性较高的硫酸盐,覆盖在催化剂表面从而引起催化剂失活.但已有研究发现,硫化会提高K中毒后的V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的活性.并且,短时间的硫化可以明显提高CuO/Al_2O_3的NH_3-SCR活性.硫酸盐催化剂或许具有较低毒性和较高抗硫性能,应该是一种有前景的SCR催化剂.本文以商业纳米TiO_2为载体,采用湿式浸渍法制备了一系列的CuSO_4/TiO_2催化剂.在自制的活性评价装置上测试了样品的NH_3-SCR活性并且在340℃下连续24 h测试了SO_2、水蒸气及两者共同作用对催化剂活性的影响.使用N_2等温吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H_2程序升温还原(H2-TPR)和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)对催化剂进行了表征.另外,采用原位红外漫反射光谱研究了CuSO_4/TiO_2催化剂上的NH_3-SCR反应过程.N_2等温吸附-脱附结果表明,负载的CuSO_4没有明显改变载体的孔结构.而XRD结果仅显示锐钛矿TiO_2的衍射峰,说明CuSO_4在载体上有较好的分散度或者CuSO_4的含量低于检测限.XPS结果显示,催化剂中的铜主要以Cu~(2+)形式存在,硫主要以SO_4~(2-)形式存在,而氧主要以晶格氧和吸附氧两种形式存在,并且CuSO_4的存在会增加催化剂中吸附氧的含量.H_2-TPR结果表明,随着CuSO_4含量的增加,催化剂的氧化还原能力逐渐增强.NH_3-TPD结果表明,催化剂表面的酸性位数目随着样品中CuSO_4含量的增加而增加.纯TiO_2的NH_3-SCR活性很差,当温度从300℃增加到450℃时,最高NO_x转化率仅为32.7%.但当CuSO_4负载到TiO_2上以后,催化剂活性明显提高.在反应温度高于340℃时,CuSO_4/TiO_2催化剂的NO_x转化率在94%以上,与商业V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂相当,并且其N_2O生成量低于商业催化剂.不过,当温度低于340℃时,CuSO_4/TiO_2催化剂的NO_x转化率明显低于商业催化剂,说明CuSO_4/TiO_2催化剂的活性仍有待改善.连续24 h测试了SO_2、水蒸汽及两者的共同作用对CuSO_4/TiO_2催化剂活性的影响.结果显示,单独的水蒸气会导致活性轻微下降,但SO_2以及两者共同存在时对催化剂的活性基本没有影响.CuSO_4/TiO_2催化剂的NH_3吸附红外光谱表明,催化剂上存在Lewis和Bronsted两种酸性位,但Bronsted酸性位上的NH_4~+稳定性较差,280℃时即基本消失.在高温时,NH_3主要吸附在Lewis酸性位上且CuSO_4/TiO_2催化剂对NO_x的吸附能力较差,红外光谱未检测到NO_x的吸附峰.380℃下,当NO和O_2通入预吸附NH_3的催化剂样品时,属于Lewis酸性位上NH_3的红外峰明显下降,说明Lewis酸性位上吸附的NH_3参与了反应.CuSO_4/TiO_2显示出高的抗硫抗水性能和比较好的NH_3-SCR活性,应该是一种有应用前景的SCR催化剂.CuSO_4可以增加催化剂的酸性位数目和吸附氧量.根据原位红外漫反射结果,CuSO_4/TiO_2上的SCR反应遵循Eley-Rideal机理.气相的NO与吸附在Lewis酸性位上的NH_3反应生成N_2和H_2O或许是主要的反应途径,并且吸附氧可能会促进这个过程.     

Cr对In/WO3/ZrO2催化剂上甲烷选择性催化还原NO的促进作用

分别采用浸渍法和机械混合法制备了Cr改性的In/WO3/zrO2(In/WZr)催化剂,考察了改性前后催化剂的CH4选择性催化还原NO的活性.结果表明,将Cr2O3与In/WZr机械混合可显著提高In/WZr催化剂活性,Cr的加入促进了气相中NO向NO2的转化.而浸渍法制备的Cr/InAVZr催化剂活性远低于改性前的In/WZr催化剂,这是由于在制备过程中部分Cr2O3转化为CrO3,使其氧化性大大提高,从而将CH4完全氧化为CO2和H2O,不利于将CH4活化为反应所需的中间活性物种.     

几种方法制备的H3PW12O40/SiO2催化剂的结构和催化性能

 针对H3PW12O40(HPW)的比表面积小和不易回收利用等缺点,分别采用浸渍法、溶胶-凝胶法和以离子液体为模板剂的溶胶-凝胶法制备了HPW/SiO2催化剂,采用傅里叶变换红外光谱、 X射线衍射、 N2物理吸附和吸附氨的程序升温脱附等技术对催化剂样品进行了表征,并考察了其对苯硝化反应的催化性能. 结果表明,所制备的催化剂样品都保持了HPW原有的Keggin结构. 浸渍法制备的催化剂的比表面积(475.2 m2/g)较小,使用4次后硝基苯的收率由82.4%下降到70.7%; 溶胶-凝胶法制备的催化剂的比表面积(498.6 m2/g)居中,使用4次后硝基苯的收率由85.1%下降到79.6%; 以［emim］BF4离子液体为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备的催化剂含有介孔结构,比表面积(558.5 m2/g)最高,使用4次后硝基苯的收率由84.7%下降到79.9%. 不同方法制备的HPW/SiO2催化剂具有较高的催化苯硝化反应活性和较好的稳定性.     

纳米NdCoO3催化高氯酸铵热分解的DSC/TG-MS研究

采用微乳液法制备了立方晶系的NdCoO3纳米晶.利用DSC/TG-MS研究了NdCoO3对AP热分解的催化作用.结果表明,在NdCoO3的催化作用下,AP的热分解反应峰值温度下降了113℃,表观分解反应热从655 J·g-1增加到1 363 J·g-1,分解的气相产物主要有NH3,H2O,O2,HCl,N2O,NO,NO2和Cl2.在金属氧化物表面吸附生成超氧化离子(O2-)和氧离子(O-,O2-),这是加速AP分解反应的主要原因.加入NdCoO3催化AP热分解,由于对氨的氧化深度不同而导致分解放热量的增加.     

VA族元素氢化物的紫外光解和多光子电离Ⅰ. NH3分子紫外激光光解

在光强为10~6 W cm~(-2)的ArF激光作用下, NH_3分子被光解为NH(A~(3Π))先后吸收两个193 nm光予, 经过NH_3(Ã ~1A_2″)和NH_2( Ã ~2A_1)两个中间物的过程。NH(A~(3Π)→X~(3∑~-))的发射光谱表明, 该产物具有7700 K的转动高温。此系NH_2在激发过程中剧烈的变角效应所致。我们利用高功率的紫外激光器及时间分辩的测量仪器, 系统地研究了这些分子的光谱能级, 反应、光解机理和电离过程等, 显然有重要的意义。     

负载型贵金属催化剂的制备化学－载体等电点对Pd／A1_2O_3催化剂结构与催化性能的影响

本文通过化学修饰的方法改变了γ－Ａｌ_２Ｏ_３载体等电点（ＩＥＰＳ），并用具有不同等电点的Ａｌ_２Ｏ_３作载体，以（ＮＨ_４）_２ＰｄＣｌ４为活性组分前身制备了一系列Ｐｄ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂，在固定床微反色谱装置上考察了其对ＣＯ氧化的催化活性，用Ｈｉ—Ｏ_２滴定、紫外漫反射光谱（ＤＲＳ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）中的能量色散谱（ＥＤＸＳ）等方法对上述催化剂进行了表征，结果表明：Ａｌ_２Ｏ_３的等电点（ＩＥＰＳ）对所得催化剂中金属分散度和浓度分布都有明显影响，ＩＥＰＳ越高。活性组分越靠近外表面，在相同担载量下，其分散度也越高。这主要是由于载体ＩＥＰＳ的改变，导致了（ＮＨ_４）_２ＰｄＣｌ_４在γ－Ａｌ_２Ｏ_３上吸附机理的变化，并使所得催化剂对ＣＯ氧化的催化活性发生了规律性的变化。     

分子水平上低碳烷烃催化选择氧化的初步研究

烃类选择氧化在石油化工中极其重要.近二十多年来,随着石油化工原料逐步从烯烃、芳烃等不饱和烃向资源丰富和价格相对低廉的烷烃的转化,研究烷烃的氧化活化和定向转化来取代相应的烯烃和芳烃工艺具有非常重要的学术意义和工业价值.因而,烷烃的选择活化和氧化得到了世界范围内的     

钾对苯甲酸甲酯加氢催化剂MnO_x/γ-Al_2O_3的修饰作用

采用浸渍法引入不同含量的钾元素对MnO_x/γ-Al_2O_3催化剂进行了改性,在 常压固定床反应器上研究了经不同含量修饰的催化剂对苯甲酸甲酯加氢生成苯甲醛 反应的影响。通过XRD,XPS,NH_3-TPD,BET,IR等手段对催化剂进行了表征,结 果表明：修饰后的催化剂并没有改变锰的价态,引入的钾和Al_2O_3发生了作用, 形成了新的晶相K_2Al_2O_4,改性后的催化剂减弱了催化剂表面的酸强度,并且减 少了酸中心数。催化剂表面具有中等强度的L酸中心可以有效抑制副产物甲苯和苄 基甲醚的生成,显著地提高了苯甲醛的选择性。     

具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂

通过共沉淀法和沉积-沉淀法制备出了具有良好热稳定性的Al2O3改性Fe2O3基金催化剂, 并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附及热重和差示扫描量热(TG-DSC)分析等表征手段对催化剂的结构与表面形貌进行了研究分析. TEM测试结果表明: 500 ℃焙烧后, 未掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布较宽, 平均粒径约为7.0 nm, 载体颗粒尺寸在50-100 nm范围内; 而掺杂Al2O3的催化剂中金颗粒粒径分布变窄, 平均粒径约为5.0 nm, 且载体颗粒大小也明显小于未掺杂Al2O3的催化剂, 保持在30-50 nm的范围内. N2吸附-脱附测试结果表明, Al2O3的掺杂有利于保持催化剂的介孔结构和比表面积, 从而提高了载体的热稳定性. XRD和TG-DSC测试结果表明, Al2O3的掺杂可以有效地抑制Fe2O3的结晶, 进而抑制了高温焙烧过程中金颗粒的长大. 选用CO低温氧化反应对催化剂的活性进行了评价, 即使在500 ℃高温下焙烧12 h, 掺杂了Al2O3的催化剂仍然可在26.7 ℃将CO完全转化, 而未掺杂Al2O3的催化剂CO最低完全转化温度(T100)高达61.6 ℃. Al2O3的掺杂显著提高了催化剂的热稳定性能.     

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.     

非晶态配合物法制备钙钛矿型纳米粉体催化剂及其CO催化氧化性能

运用非晶态配合物法合成了LaCoO3,La0.9Sr0.1CoO3,LaCo0.3Mn0.7O3和 La2CuO4钙钛矿型纳米粉体催化剂，研究了其CO催化化活性及SO2中毒性能，初步推 断了中毒机理。结果表明用该方法可以在较低下合成具有纯钙钛矿结构的纳米粉体 催化剂，该催化剂具有很好的CO催化化活性，其中LaCoO3系列的催化活性优于 La2CuO4，所有催化剂经SO2中毒后催化活性均有所下降。研究表明钙钛矿结构的破 坏是硫中毒失活的主要原因。     

基于NH_3-SCR的CeO_2-TiO_2复合氧化物催化剂:结构与脱硝性能

以TiOSO_4·2H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为前驱体,采用共沉淀法制备了不同CeO_2含量的CeO_2-TiO_2复合氧化物催化剂.对样品结构进行了表征,考察了催化剂的NH_3-SCR(NH_3选择性催化还原)反应活性、N_2选择性和抗水抗硫性能.结果表明,随着催化剂中CeO_2含量的增加,催化剂的物相结构、晶粒尺寸及脱硝性能均出现规律性变化,这种改变与样品的酸碱性和氧化还原性能的变化有关.当样品中CeO_2的质量分数约为50%时,催化剂的结构呈无定形态,具有较大的比表面积和较多的氧空位,有利于反应物分子在催化剂表面的吸附和活化,拓宽了催化剂的低温活性窗口并提高了NO的转化率.     

原位漫反射红外光谱法研究SO2对Ag/Al2O3选择性催化丙烯还原NOx反应的影响

 以Ag/Al2O3为催化剂,采用原位漫反射傅里叶变换红外光谱法研究了SO2对C3H6选择性还原NOx反应的影响. 结果表明, SO2在催化剂表面转化为硫酸盐,并且随着硫酸盐累积量的增加,其主要红外特征吸收峰由低波数向高波数漂移. 高浓度表面硫酸盐的存在不仅抑制了催化剂表面硝酸盐的生成,而且抑制了硝酸盐与表面烯醇式物种(RCH=CH-O-)或乙酸盐物种进一步反应,生成活泼的反应中间体异氰酸酯(-NCO), 这是导致Ag/Al2O3催化剂上C3H6选择性还原NOx活性降低的主要原因.     

碳化硅负载氧化铜催化剂低温NH3选择性催化还原NOx的性能

采用湿浸渍法制备了碳化硅负载的氧化铜(CuO/SiC)催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等对其进行了表征,在模拟烟气条件下研究了该催化剂对低温NH_3选择性催化还原NO_x的性能。结果表明,CuO/SiC还原NO的催化活性与氧化铜含量和反应温度有关。负载质量分数为5%的CuO/SiC催化剂在低温下表现出较高的活性,虽然SO_2对其催化活性略有抑制;研究发现,NO还原反应发生在被吸附的氨与气相的NO或弱吸附的NO之间。所制备的CuO/SiC催化剂为实际的工业应用提供了新的选择。