K2O对V2O5-WO3／TiO2催化剂的中毒作用

实验室制备了V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂,采用模拟中毒法,在此催化剂上负载碱金属氧化物K2O,通过BET,XRD,SEM等方法对微观结构进行表征.在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现:K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高;较大含量的K2O(nK/nV=1,摩尔比)使催化剂比表面积有所减少,催化剂颗粒发生轻微团聚,微观结构变化不大,但NO的脱除率小于50%(380℃),N2O的生成率和SO2的氧化率均增加;K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降.

SO2和H2O对Mn-Ce/TiO2催化剂低温SCR活性的影响

采用溶胶凝胶法制备Mn-Ce/TiO_2低温SCR催化剂并考察其活性,研究了SO_2和H_2O对Mn-Ce/TiO_2低温脱硝催化剂的影响,并运用XRD、BET、SEM和FT-IR对中毒前后的催化剂进行表征。结果表明,催化剂在无SO_2和H_2O条件下具有良好的脱硝性能,在140℃时NO_x去除率达到84%。但若向模拟烟气中加入SO_2和H_2O,则随其体积分数增大对催化剂活性产生明显抑制作用。当H_2O的体积分数为5%、SO_2为700×10-6时,反应4 h后,NO_x去除率降为53%。H_2O对催化剂的抑制作用随H_2O的除去而消除,H_2O主要通过与NO_x的竞争吸附来抑制催化剂的活性。低浓度的SO_2对催化剂活性影响较小,SO_2体积分数为100×10^(-6)时,稳定后NO_x去除率仍能维持在80%以上,但较高体积分数的SO_2引起的催化剂失活不可自行恢复。SO_2毒化作用主要是引起了硫酸铵盐覆盖催化剂的表面活性位,以及造成活性组分MnO_x的晶化,并破坏了MnO_x与TiO_2间的强相互作用。H_2O和SO_2共同存在时,H_2O可以弱化SO_2对催化剂的毒化作用,主要因为H_2O与SO_2的竞争吸附作用而使SO_2对催化剂活性的影响减弱。

V2O5-MoO3TiO2催化剂脱硝性能的研究

通过挤压成型法制备了一系列蜂窝状V2O5-MoO3/TiO2催化剂,研究了钒、钼负载量对催化剂脱硝活性的影响,测试了催化剂抗硫和抗碱金属钠中毒的性能。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜等表征手段,对新鲜催化剂和钠中毒催化剂的物理和化学性质进行分析。结果表明:当钒负载量(w)为1.5%~2.5%时,催化剂的脱硝性能随钒负载量的增加而提高;当钒负载量(w)为1.5%、钼负载量(w)为4.0%时,催化剂的脱硝性能最优;SO2对V2O5-MoO3/TiO2催化剂的中毒作用是可逆的,可以通过热处理来恢复;当Na2O负载量(w)为2.0%时,催化剂失活严重,主要是由于钠盐在催化剂表面附聚而形成不规则的白色颗粒,覆盖了活性位点,导致催化剂的表面积减小,氧化还原性变差。同时,Na掺杂会影响催化剂中元素的化学状态和表面组成,降低V5+与化学吸附的Oα的比例。

锑掺杂对Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Sb掺杂的Mn-Ce-Sb/TiO2催化剂,考察了Sb/TiO2摩尔比对催化剂脱硝性能的影响,采用X射线衍射、N 2吸附-脱附、NH 3程序升温脱附、H 2程序升温还原等表征手段对Mn-Ce/TiO2和Mn-Ce-Sb/TiO2(Sb/TiO2摩尔比2∶10)催化剂进行表征,并对两种催化剂的脱硝性能、抗硫和抗水性能进行对比。结果表明:Sb的掺杂有利于催化剂的活性组分在载体上更好地分散,促进活性组分与载体之间的相互作用,促进低温氧化还原反应的进行;Mn-Ce-Sb/TiO2催化剂具有较大的比表面积、较多的表面酸性位及优良的氧化还原性能,因此,与Mn-Ce/TiO2催化剂相比,Mn-Ce-Sb/TiO2催化剂具有更高的选择性催化还原NO活性及较好的抗硫、抗水性能。

多种金属离子改性的TiO2催化剂的制备及光催化活性研究

不存在毒副作用、化学稳定性较高、光催化活性较强、使用安全程度高及成本低是二氧化钛的几大优势,其作为半导体材料得到了广泛的研究。将钴、锡、钨和二氧化钛复合制备了复合催化剂,用于罗丹明B的光催化降解,取得了良好的催化效果。

耐硫变换-甲烷化Mo/TiO2催化剂的动力学研究

利用浸渍法制备了合成气耐硫变换-甲烷化Mo/TiO2催化剂,采用正交实验考察了温度、水气体积比、氢气含量、一氧化碳含量和压力等因素对耐硫变换-甲烷化反应Mo/TiO2催化剂反应性能的影响,并用极差分析法进行了分析,建立了包括15个动力学模型参数的耐硫变换-甲烷化催化剂动力学方程,探讨了动力学方程的适用性。实验结果表明,温度、水气体积比、氢气含量、一氧化碳含量和压力等因素对不同优化目标的影响不同;在实验考察的条件范围内,所建立的反应动力学方程的计算值与实验值较为一致,可以准确描述一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷、乙烷等主要组分的反应速率,满足工业反应器的设计需要。

生物法还原制备Au/TiO2催化剂及其催化性能的研究

利用三嵌段共聚物F127为表面活性剂,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2纳米粒子。通过生物还原技术将Au纳米粒子负载在TiO2载体上,得到Au/TiO2催化剂。通过XRD和TEM手段对催化剂进行表征,以对硝基苯酚(4-NP)为模型反应考察了Au/TiO2催化剂催化性能。实验表明,生物法还原制备的Au/TiO2催化剂具有较好的催化4-NP还原生成4-AP性能。

Pr掺杂对V2O5-MoO3／TiO2催化剂NH3-SCR反应活性的影响

采用溶胶一凝胶法制备了不同Pr掺杂量的Pr6O11-TiO2载体，并以浸渍法制备了V2O5-MoO3／Pr6O11-TiO2催化剂．活性评价结果表明，该催化剂在220～400℃范围内具有良好的脱硝效率和N2选择性以及较强的抗SO2和H2O性能．表征结果表明，掺杂Pr可以提高V2O5-MoO3／TiO2催化剂的比表面积、表面化学吸附氧物种浓度、桥式硝酸盐物种和Brionsted酸位数量，从而提高了催化剂上NHx的选择性催化还原（NH3-SCR）活性。

V2O5/TiO2催化剂上NH4HSO4形成机理研究

基于商用V_2O_5/TiO_2催化剂,通过模拟SCR脱硝试验装置的宏观试验及原位傅里叶变换红外的微观分析手段,对SO_2催化氧化机理及硫酸氢铵(ABS)的形成机理进行了研究。结果表明,SO_2吸附在催化剂表面后先与V^(5+)—OH基团反应生成了金属硫酸盐中间产物(VOSO_4),继而转化为SO_3,O_2与温度都对该反应有促进作用。催化剂上ABS生成主要有2种机理:一是由吸附态NH_3与气相或弱吸附态SO_2反应生成;二是由金属硫酸盐(VOSO_4)与气相NH_3直接反应生成。催化剂上ABS大约在200℃生成,在450℃分解,且NO能与ABS中的NH_4^+反应而促进其分解,但此反应与脱硝反应共存且为竞争关系。

不同Mn盐前驱体对Mn/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用流变相法,以硝酸锰(MN)、自制锰盐(MX)、醋酸锰(MA)为前驱体溶液制备了Mn/TiO_2催化剂,通过拟合计算、XRD、BET、XPS、化学滴定等方法分析了催化剂的晶体结构、表观活化能、微观结构和锰离子价态,研究了不同前驱体溶液对催化剂低温脱硝活性的影响。结果表明:MX脱硝活性优于MN、MA,其中MX的表观活化能最低,表面Mn/Ti元素比高,比表面积较大,孔容较大,同时,MX的平均价态以及Mn4+的含量高,Mn^(2+)的含量低,这都使其表现出较好的脱硝活性。

B离子掺杂TiO2催化剂(TiO(2-x)Bx)光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2和TiO2-xBx催化剂.光催化实验证明,TiO2-xBx催化剂的紫外、可见光催化活性均高于TiO2.XRD,XPS和Raman结果表明,B离子是以取代式掺杂占据了TiO2的O2-的晶格位置.UV-Vis和PL谱的结果表明,B离子的2p轨道与O的2p轨道形成混合价带,产生可见光响应,B离子的掺入有效地阻止了光生载流子的复合,促进了其分离,是TiO2-xBx催化剂紫外、可见光催化活性提高的主要原因.

V2O5-WO3/TiO2催化剂用于对二甲苯氧化去除实验研究

废弃V2O5-WO3/TiO2SCR催化剂已经成为燃煤电厂新的环保问题。开发废弃SCR催化剂用于催化氧化挥发性有机物(VOCs)的新方法。先对比了废弃和新鲜V2O5-WO3/TiO2催化剂催化氧化废气中对二甲苯的去除效果,发现两者的去除效果基本相同。然后重点研究了反应温度、氧气含量、对二甲苯初始浓度等关键工艺参数对对二甲苯去除效果的影响。研究结果表明:对二甲苯去除率受反应温度影响较大,在100℃以上时随反应温度的增加而增加;而氧化产物CO2选择性在200℃以上时才有显著增加;氧气体积分数的增加能够提升对二甲苯去除率,特别是氧气体积分数从0%增加到5%时,对二甲苯去除率明显提升。对二甲苯去除率和COx选择率随着对二甲苯初始浓度的增加而下降。

燃烧法制备用于甲烷干重整的Ni/TiO2催化剂

以甲烷和二氧化碳为原料的甲烷干重整反应既有利于实现甲烷资源的合理利用,还可以减轻由二氧化碳导致的温室效应。本文分别采用燃烧法和浸渍法制备了Ni/TiO2催化剂,以甲烷干重整反应评价其催化性能,在800℃,CH4/CO2/N2=9/9/2,空速为48L·g^-1·h^-1的条件下,燃烧法制备的Ni/TiO2催化剂具有更高的催化性能,反应6h,甲烷和二氧化碳的转化率分别下降了6%和10%,而常规浸渍法制备的催化剂,相同条件下,甲烷和二氧化碳的转化率分别下降了23%和25%。通过XRD和H2-TPR的表征,可以推测,燃烧法制备的催化剂上Ni的粒径更小、分散度更高,而且具有更强的金属-载体相互作用,因而具有更高的催化性能。

C1～C3羧酸在VOx～TiO2催化剂上的氧化分解

德国Leipzig大学工业化学研究院开展了甲酸、乙酸与丙酸在120～280℃分别在有水和无水状态下、在VOx～TiO2催化剂上进行氧化分解反应的研究，发现乙酸是对于氧化分解反应最稳定的羧酸。丙酸氧化分解的产的是低碳羧酸、COx、水和乙烯，该气相生成物中的水可使催化活性中心堵塞，

载体对负载型TiO_2催化剂光催化性能的影响

以活性碳 (AC)和镁铝尖晶石 (MA)为载体 ,采用真空吸附水解法制备了负载型光催化剂TiO2 /AC和TiO2 /MA ,并采用TiO2 溶胶负载法制备了活性碳负载催化剂TiO2 (C) /AC .以氯仿为探针分子研究了其在催化剂上的吸附及光催化降解反应性能 .结果表明 ,催化剂的制备方法、TiO2 负载量与载体的吸附性能对光催化活性有明显的影响 .通过优化制备条件 ,TiO2 /AC催化剂的催化活性可提高到纳米TiO2 的 2 5倍 .氯仿在AC上的饱和吸附量较高 ,但吸附强度较弱 ;在纳米TiO2 上的吸附情况则正好相反 .氯仿在AC和TiO2 上吸附性质的差异有利于吸附在TiO2 /AC上的氯仿分子从活性碳载体向TiO2 光催化活性中心迁移 .镁铝尖晶石载体对光催化反应没有明显的促进作用 ,与其基本上不吸附氯仿分子有关 .与TiO2 胶体负载法相比 ,真空吸附水解法是一种较好的负载型TiO2

蜂窝状V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3／TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（[NH3]／[NO]、水蒸气等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO，的氧化率和氨逃逸量的影响。研究结果表明，自制蜂窝状催化剂在空速比小于3500h^-1、NH3／NO在0．9-1．0、温度320-420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求；低含量（低于2％）水蒸气可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸气对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸气的加入会使NO脱除温度范围拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。

钾盐对V_2O_5/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO反应的影响

钾在中国燃煤和生物质烟气中以钾盐——硫酸钾和氯化钾的形式存在。文中采用静态N2物理吸附、程序升温表面反应(temperature-programmed surface reaction,TPSR)、傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FT-IR)光谱和催化活性评价的方法,研究了钾盐对V2O5/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO反应的影响。结果表明,钾盐使V2O5/TiO2催化剂活性降低。随着钾盐在催化剂上负载量的增加,稳定的NO脱除温度窗口逐渐变窄,当K与V物质的量之比达到3.0时,该窗口消失。钾盐的掺入使催化剂表面活性位数量明显减少,但是并没有显著改变催化剂的反应性。催化剂失活的主要原因是K优先配位在催化剂表面的Br￠nsted酸性位上,中和了Br￠nsted酸性位酸性,使Br￠nsted酸性位上吸附的氨减少。

在TiO_2催化剂上苯酚光催化氧化反应研究1．降解产物分布及反应途径

选择ＴｉＯ＿２粉末催化剂，考察了在中压汞灯作用下，苯酚光催化氧化途径及产物分布。对反应过程中的羟基物、羧酸及二氧化碳３个反应阶段的产物进行了详细的全组份分析．对其中８种主要产物追踪其浓度的变化．尤其对目前人们尚未确定的中间极性物，进行了很好的分离测定．实验中最终ＣＯ＿２的生成量达６３．０％，此时碳的物料平衡达９４．４％．邻苯二酚、反丁烯二酸或甲酸、二氧化碳可分别作为３个阶段的代表产物，用以判断氧化反应的进程．考察了气相氧浓度变化时，产物分布规律．深入的产物分析为揭示反应机理提供了更多有用的信息．部分氧化及完全氧化的比例可作为判断氧化反应进程及评价催化剂的重要依据．

V_2O_5/TiO_2烟气脱硝催化剂的钾、钠、锌、磷中毒及再生

为研究SCR脱硝催化剂的钾、钠、锌、磷中毒,采用K,Na,Zn的氯盐和P的铵盐作为V2O5/TiO2催化剂中毒的前驱体,研究了4种物质对氨法SCR脱硝反应的影响.通过比较水洗、酸洗和氯化铵洗涤3种再生方式,对钾盐中毒的V2O5/TiO2催化剂进行了再生性能研究.最后对于新型抗中毒催化剂的制备进行了探索.实验结果表明:钾盐对于V2O5/TiO2催化剂的毒化作用最强;酸洗具有最佳的再生效果,钾盐中毒的催化剂经酸洗再生后,脱硝活性在一定条件下高于新鲜催化剂;通过添加助剂磷钨酸,V2O5/TiO2催化剂的活性温度窗口得以拓宽,且抗钾盐中毒能力也得到了提高.

WO_3对MnO_x/TiO_2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MnOx/TiO2催化剂,用WO3对载体进行改性制得一系列MnOx-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NOx(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MnOx/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。