Ni的引入对Cu/γ-Al_2O_3催化剂上含硫低浓度甲烷燃烧特性的影响

采用共浸渍法制备了不同Ni含量的Cu/γ-Al2O3催化剂,在固定床反应器上考察了该催化剂在含硫(SO2,0.01%,体积分数)气氛中对低浓度甲烷(3%)的催化燃烧活性及抗硫中毒稳定性。结果表明,SO2会使Cu/γ-Al2O3催化剂发生硫中毒,Ni的加入可增强其抗硫性能,而且随着Ni含量的增加,其抗硫性改善效果越明显。在Ni含量为10%的Cu/γ-Al2O3催化剂上反应10 h后,甲烷转化率仍可保持在96%以上。SEM、XRD和TPD表征结果显示,Ni的加入促使Cu/γ-Al2O3催化剂表面生成NiAl2O4尖晶石相,提高了催化剂的稳定性。随着Ni含量的增加,催化剂表面Lewis酸性降低,吸附SO2的能力减弱,可延缓催化剂硫中毒,同时也缩短了CO2分子在催化剂表面的停留时间,从而提高了甲烷催化燃烧效率。     

催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展

催化燃烧是目前最有效的处理挥发性有机物(VOCs)技术之一. 本文从催化剂活性组分、催化剂载体、有效组分颗粒大小、水蒸汽的影响及催化燃烧反应中的积碳等几个方面, 对近年来催化燃烧处理VOCs的研究进行了总结. 分析表明: 贵金属催化剂的研究主要着重于选择有效的载体和双组分贵金属催化剂; 非贵金属催化剂的研究主要集中在高活性的过渡金属复合氧化物、钙钛矿和尖晶石型等催化剂的研制, 还有这些活性组分粒径大小及载体对催化燃烧VOCs反应活性的影响;此外, 在实际应用中,水蒸汽和催化剂积碳失活等问题对催化燃烧VOCs的反应也有很大影响. 本文的评述将为选择合适的催化燃烧技术处理VOCs污染物提供一定参考.     

Synthesis,crystal structure and thermal behavior of 4-amino-3,5-dinitropyrazole copper salt

A novel energetic combustion catalyst, 4-amino-3,S-dinitropyrazole copper salt （[Cu（adnp）2（H2O）2]）, was synthesized in a yield of 93.6% for the first time. The single crystal of [Cu（adnp）2（H2O）2] was determined by single crystal X-ray diffraction. It crystallizes in a triclinic system, space group p^-1 with crystal parameters a = 5.541（3） A, b = 7.926（4） A, c = 10.231（5） A,β = 101.372（8）°, V = 398.3（3） A3, Z = 1, μ = 1.467 mm^-1, F（0 0 0） = 243, and Dc = 2.000 g cm^-3. The thermal behavior and non-isothermal decomposition reaction kinetics of [Cu（adnp）2（H2O）2] were studied by means of different heating rate differential scanning calorimetry （DSC）. The kinetic equation of major exothermic decomposition reaction for [Cu（adnp）2（H2O）2] was obtained. The entropy of activation （△S≠）, enthalpy of activation （△H≠）, free energy of activation （△G≠）, the self-accelerating decomposition temperature （TSADT） and the critical temperature of thermal explosion （Tb） are 59.42 j mol^-1 K^-1, 169.5 kJ mol^-1, 1141.26 kJ mol ^-1 457.3 K and 468.1 K, respectively.     

采用生命周期影响评价软件ReCiPe2016研究煤矸石和煤燃烧时As和Pb排放的环境效应

在煤和煤矸石燃烧的过程中，许多重金属污染物排放到大气中，从而造成严重的环境问题，因此研究煤燃烧过程中重金属排放的环境效应很有必要。本研究运用ReCiPe2016软件计算了煤矸石和煤在330 MW煤粉炉、50 kW循环流化床和实验室燃烧时As和Pb排放的环境影响值。结果表明当煤在330 MW煤粉炉燃烧的时候，底渣、飞灰、烟气中的As排放对环境的影响值分别是3.28×10^-6、2.68×10^-5、3.89×10^-3，底渣、飞灰、烟气中的Pb排放对环境的影响值分别是8.57×10^-6、6.00×10^-5、4.83×10^-2。底渣中的As和Pb排放对环境的影响比飞灰中低；As和Pb排放到大气对环境的影响比排放到土壤高。另外，当煤在50 kW循环流化床燃烧的时候，飞灰中的As和Pb排放对环境的影响值分别是3.26×10^-5和1.28×10^-4，底渣中的As和Pb排放对环境的影响值分别是1.16×10^-6和1.43×10^-5。本文的研究结果还表明当煤矸石在实验室燃烧的时候，随着燃烧温度的升高，As和Pb排放对环境的影响值升高。另外，As和Pb排放到大气对环境的影响占总环境的影响比例比排放到土壤高。此项研究还表明当煤在煤粉炉和循环流化床燃烧的时候，相同工况下Pb排放对环境的影响比As高。这项结果也为运用生命周期影响评价软件预测煤矸石在循环流化床燃烧As和Pb排放的环境影响提供基础数据。     

快离子导体在甲烷氧化偶联反应中的作用

本文分别以离子型导体La_2O_3和CaO载体,添加A_2BO_4型快离子导体,发现催化剂的C_2烃收率与添加的快离子导体迁移能力有很好的顺变关系。     

锰基催化剂催化燃烧VOCs

锰基催化剂作为一种催化活性高、稳定性强、价格低廉的非贵金属类材料,在催化燃烧VOCs领域显示出了广阔的应用前景。然而,该材料存在表面电子传递能力弱,比表面积低等缺点须通过掺杂改性等方式得到优化。本文分别对单一锰氧化物、贵金属掺杂、负载以及钙钛矿型的锰基催化剂近年来从制备方法、催化剂的化学组分、形貌结构等方面提高催化剂活性的最新研究进展进行综述,并对锰基催化剂整体化、工业化的发展提出展望。     

Ce0.50Zr0.50O2中掺杂M(M = Mn,Y)对乙酸乙酯燃烧催化剂MnOx/Ce0.50-zZr0.50-zM2zOy/Al2O3性能的影响

考察了乙酸乙酯催化燃烧时,铈锆固溶体中掺杂M (M = Mn, Y)对催化剂MnO_x/Ce_0.50-zZr_0.50-zM_2zO_y/Al₂O₃活性的影响。结果表明: Mn的掺杂明显增加了储氧材料的储氧量(OSC),Y的掺杂明显降低了催化剂的还原温度;Mn 和Y的同时掺杂兼具Mn掺杂和Y掺杂的优点。催化剂MnO_x/Ce_0.40Zr_0.40Mn_0.10Y_0.10O_y/Al₂O₃ 性能最佳,完全转化温度为513K,且T_10% 和 T_100%间隔的温度范围最窄,可适用于较大初始浓度变化范围和较高空速(GHSV)条件下的乙酸乙酯净化。H₂程序升温还原(H₂-TPR)和X射线衍射(XRD)测试显示,MnO_x/Ce_0.40Zr_0.40Mn_0.10Y_0.10O_y/Al₂O₃具有较低的还原温度和较大的还原峰面积; Mn 和Y进入铈锆固溶体的晶格,改善了其织构性能,促进了锰氧化物在载体表面的分散。     

A Thermodynamic Analysis on the Catalytic Combustion of Methane

Chemical equilibria involving 10 species and adiabatic reaction temperature of methane com-bustion in air under various conditions have been calculated in detail by means of total Gibbs energyminimization of the system. The calculation data show that the adiabatic combustion temperature of CH_4and air at stoichiometric ratio is up to about 2200 K, and the equilibrium concentration of NO is about0.0018, however that of NO_2 is only 1×10~(-6). A large amount of carbon deposition emerges when the CH_4concentration is above 26.5%. The NO and NO_2 appear only when the CH_4 concentration is below 16%.The maximum equilibrium concentrations of NO and NO_2 are 0.0028 and 2×10~(-6) respectively, at about8%CH_4 concentration. The NO and NO_2 concentrations increase with the system temperature at a lowCH_4 concentration. However, both of them can be decreased when CO_2 or steam is introduced into thesystem, which also decreases the adiabatic combustion temperature. The decrease in adiabatic tempera-ture caused by     

生物质混煤燃烧过程中钾的迁移转化规律

通过将稻秆和褐煤混燃，研究了燃烧温度以及生物质掺混比例对于混燃过程中K的释放、灰样中K的赋存形式以及矿物质变化的影响。研究表明，燃烧温度对于混合燃料中K的释放影响显著。在600-750℃时，随着温度升高，水溶性K和醋酸铵溶性K大量释放到气相，使得K的释放速率较快；而当温度在750-850℃时，水溶性K和醋酸铵溶性K开始大量地转化为其他形式的K而被固定在灰样中，使得K的释放速率变得缓慢；当温度高于850℃时，随着温度升高，盐酸溶性K的分解导致K释放速率重新增大。通过XRD分析发现，灰样中水溶性K主要以KCl的形式存在，K₂SO₄的生成同时受到原料中K的含量和S/Cl比值两个因素的共同影响，原料中K的含量越高，且S/Cl比值越大，越会促进K₂SO₄的生成。同时也发现生物质和煤混燃时存在协同作用，煤中Al、Si等元素会和生物质中的K反应生成碱性硅铝酸盐，从而导致更多K留在灰烬中。     

Improvement of stability of a Fe/Mg/Al2O3 catalyst for the decomposition of methane in the presence of O2/CO2

The stability of an Fe/Al₂O₃ catalyst in the methane decomposition in the presence of O₂/CO₂ was found to be improved by the addition of Mg into the catalyst (Mg/Fe=1/1 wt ratio), probably due to suppression of carbon deposition even under CH₄/ O₂/CO₂ (80/10/5 vol. ratio) conditions. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.