Sb对V-Mo/Ti催化剂协同脱硝脱汞性能的影响

采用分步浸渍法制备了V-Mo-Sb/Ti催化剂,通过XRD、XRF、N2-吸附脱附、NH3-TPD、H2-TPR、UV-Vis、XPS等手段对催化剂的物化性能进行表征,通过固定床反应器考察了催化剂的脱硝性能及单质汞(Hg0)氧化性能。结果表明,Sb的引入提高了V-Mo/Ti催化剂的比表面积、孔容、表面酸量、还原性能、化学吸附氧含量,从而提升了催化剂的脱硝性能和Hg0氧化性能。此外,V-Mo-Sb/Ti催化剂还表现出较好的抗SO_(2)、H2O性能。

Sn的添加对V-Mo/Ti催化剂脱硝及汞氧化性能的影响

采用共混热解法制备了不同Sn质量分数的V-Mo-Sn/Ti催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附和H2-TPR等手段对催化剂进行表征,并在模拟选择性催化还原(SCR)烟气固定床中考察了不同催化剂的脱硝性能及单质汞(Hg^(0))氧化性能。结果表明,Sn的引入降低了V-Mo/Ti催化剂的比表面积和孔容,但没有改变其晶型。相比V-Mo/Ti催化剂,V-Mo-Sn/Ti催化剂具有较高的还原性能、酸性能、脱硝活性、汞氧化效率以及较多的化学吸附氧含量。此外,HCl具有促进Hg^(0)氧化的作用,含Sn催化剂提升了低HCl状态下的Hg^(0)氧化性能。

Nb改性V-Mo/Ti脱硝催化剂的抗Na中毒性能研究

分别制备了V-Mo/Ti和V-Mo-Nb/Ti脱硝催化剂,对比研究了两种催化剂的脱硝活性和抗Na中毒性能。采用XRD、BET、NH3-TPD、H2-TPR和XPS对催化剂进行表征分析。结果显示:添加Nb可有效抑制催化剂因Na中毒而导致的酸性、还原性下降,以及催化剂表面化学吸附氧的减少。因此,相比V-Mo/Ti-Na催化剂,V-Mo-Nb/Ti-Na催化剂体现了较好的脱硝活性。

钕铌共掺杂对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

通过添加助剂可以提高催化剂脱硝活性,因此采用浸渍法,制备了Nd、Nb共掺杂的V-Mo/Ti脱硝催化剂,并采用XRD、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD等测试手段对催化剂的物理化学性质进行分析。结果表明:经Nd、Nb改性后的催化剂H_(2)还原峰峰顶温度向低温方向移动,说明加入Nd、Nb后在一定程度上调节了催化剂活性组分的分散程度;V-Mo-Nd-Nb/Ti催化剂的O_(α)含量最高,有利于其脱硝性能;Nd和Nb的共掺杂催化剂的整体脱硝活性要优于V-Mo/Ti催化剂,在210℃下催化剂的脱硝效率能够达到71.8%,还能减少N_(2)O的生成。该催化剂还具备优良的抗SO_(2)、H_(2)O性能,反应28 h后,催化剂的脱硝效率依然能达到93%左右。

Mo对平板式V-Mo/Ti脱硝催化剂活性及SO_(2)氧化性能的影响

在工业脱硝催化剂生产线上制备不同MoO_(3)含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂,通过XRF、XRD、N_(2)吸附-脱附、Raman、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、SO_(2)-TPD、TG和耐磨强度对催化剂物化性质进行分析。在固定床反应器中考察催化剂的脱硝活性,并研究MoO_(3)含量对催化剂SO_(2)氧化性能的影响。结果表明,提高催化剂中MoO_(3)含量,对催化剂的晶型、孔结构影响较小,对催化剂单板的机械性能有一定的负面影响。相比V-Mo(3)/Ti催化剂,V-Mo(5)/Ti催化剂的酸性变化不大,还原性能提升,具有更好的脱硝活性。当MoO_(3)含量达到质量分数6.98%时,催化剂的总酸量明显降低,导致脱硝活性下降。提高催化剂中MoO_(3)含量造成脱硝反应过程中副产物N_(2) O生成量的增加,但较高的MoO_(3)含量可以有效减少催化剂对SO_(2)的吸附,减少脱硝反应过程中硫酸氢铵的生成。综合来看,V-Mo(5)/Ti催化剂显示了最佳的反应性能。

Quasi-MIL-125(Ti)催化剂的制备及光催化性能研究

利用有机配体部分热解构建Quasi-MOFs是提升MOFs光催化性能的有效途径之一。本论文将MIL-125(Ti)在340℃的空气氛围下焙烧制备Quasi-MIL-125(Ti),利用XRD、SEM、TEM、EIS等研究了催化剂的晶相结构、形貌以及其光生载流子的分离效率并考察了可见光光催化降解四环素和罗丹明B的性能。结果表明,Quasi-MIL-125(Ti)在光照60 min后对四环素和罗丹明B的去除率均可达100%。光电流和电阻抗表征揭示了优良光催化性能得益于光生电子-空穴对的高效分离和迁移。可为污水中其他抗生素和染料的去除提供参考,具有重要的研究意义。

Ti_(3)C_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂制备及其还原Cr(Ⅵ)性能研究

构建异质结复合光催化剂促进光生电荷的分离是提升半导体光催化活性的有效途径。本研究通过一步溶剂热法在NH_(2)-MIL-125(Ti)的合成过程中引入Ti_(3)C_(2)制得Ti_(3)C_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、光致发光谱图、光电流响应研究了催化剂的晶相结构、形貌及其光生载流子的分离效率,并考察了可见光光催化还原Cr(Ⅵ)的性能。结果表明,制得的复合光催化剂在光照60 min后对Cr(Ⅵ)的去除率可达100%,是纯NH_(2)-MIL-125(Ti)的2.5倍。这归因于具有良好导电性的Ti_(3)C_(2)纳米片为光生载流子提供了一个快速通道,加速了复合材料中电子的传输和迁移。

Cr对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

采用浸渍法将不同含量的Cr_(2)O_(3)负载在工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上,并通过XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR、XPS、N_(2)-吸附脱附、拉曼光谱等手段对催化剂进行表征分析。使用固定床微型反应评价装置对不同催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明:工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上负载Cr_(2)O_(3),对催化剂的孔结构影响较小;V-Mo-Cr/Ti催化剂与V-Mo/Ti催化剂相比具备更多的表面酸量。但由于受Cr_(2)O_(3)的影响,催化剂的还原性能较低,化学吸附氧含量较少。与V-Mo/Ti催化剂相比,V-Mo-Cr/Ti催化剂在250-430℃温度区间内的脱硝效率较低,N_(2)O生成量较多。

酸改性海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂的应用研究

为提升海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂中的应用效果,对海泡石进行酸处理改性。在V-Mo/Ti脱硝催化剂制备过程中分别加入海泡石和酸改性海泡石,采用XRD、N 2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-vis、H 2-TPR、XPS、NH 3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示:酸改性处理有效提高了海泡石的比表面积和孔容,有利于催化剂上活性组分的分散,从而提升了催化剂的还原性能。酸改性前后海泡石的酸性变化,对催化剂的酸性影响较小。相比海泡石,采用酸改性海泡石所制备的催化剂,脱硝效率高,反应过程中N 2 O生成量少。

浸渍液pH值对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响研究

为提升V-Mo/Ti催化剂的脱硝性能,在催化剂制备过程中调节浸渍工艺参数,制备了一系列不同浸渍液pH值的催化剂,采用XRD、N2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-Vis、H2-TPR、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征,考察了pH值的变化对催化剂物理化学性能的影响,采用固定床微型反应器对催化剂的脱硝性能进行评价。结果表明,降低浸渍液pH值,可以抑制催化剂上VOx物种的聚合,提升催化剂的还原性能,有利于提升催化剂的脱硝效率,降低脱硝反应过程中N2O生成量。同时,浸渍液pH值的变化,也会影响催化剂的酸性性能。当浸渍液pH值低于3.64时,催化剂酸性性能显著降低,造成催化剂脱硝性能降低;当浸渍液pH值控制在3.64时,催化剂的还原性能和酸性性能匹配较好,从而显示了较高的脱硝性能。

Co对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的影响

为提升工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的低温活性,拓展催化剂的活性温度窗口,对催化剂进行过渡金属元素Co改性。通过浸渍法制备了一系列不同CoO负载量的V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRF、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、拉曼光谱和NH_(3)-TPD对不同催化剂进行表征,分析了CoO对催化剂物理化学性质的影响。通过固定床微型反应评价装置,对不同催化剂的脱硝性能和抗SO_(2)、H_(2)O性能进行测试。研究表明:CoO负载对V-Mo/Ti催化剂的孔结构、晶型影响较小。V-Mo-Co/Ti催化剂上VO_(x)、MoO_(x)物种的结构也与V-Mo/Ti催化剂基本一致。向V-Mo/Ti催化剂上负载适量CoO(质量分数0.28%)后,催化剂的酸性性能提升,还原性能基本不变,催化剂的脱硝活性增加。负载CoO质量分数0.28%的CO-2催化剂在烟温280℃时,脱硝效率达80%以上。继续增加CoO负载量,尽管催化剂的酸性进一步增加,但催化剂的活性组分被CoO覆盖,减少了与反应气体的接触,催化剂脱硝活性下降。研究还发现,负载一定量CoO后,能有效增强催化剂的抗SO_(2)、H_(2)O性能。

烟气中Fe_(2)O_(3)对商用V-Mo/Ti脱硝催化剂的性能影响研究

为明确燃煤烟气飞灰中Fe_(2)O_(3)对商用脱硝催化剂的影响,采用浸渍法制备了不同Fe_(2)O_(3)负载量的V-Mo-Fe/Ti脱硝催化剂。通过XRF、XRD、N_(2)-吸附脱附、NH 3-TPD、H_(2)-TPR、XPS等表征手段对催化剂的物理化学性能进行分析。随后,使用固定床微型反应评价装置对催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明,Fe_(2)O_(3)的负载对催化剂的晶型和孔结构影响不大,却能提升催化剂的酸性和还原性能。然而,Fe_(2)O_(3)同时会对催化剂活性位产生覆盖作用,导致催化剂化学吸附氧含量以及脱硝活性的降低。此外,Fe_(2)O_(3)会增加硫酸氢铵在催化剂上的沉积,影响催化剂的运行稳定性。

Mg对V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

为明确Mg对V-Mo/Ti脱硝催化剂的影响,采用浸渍法向V-Mo/Ti催化剂上负载不同质量分数的MgO。通过XRD、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD等手段,分析了Mg的负载对催化剂物理化学性质的影响,通过固定床微型反应装置考察了不同催化剂的脱硝性能;并采用不同浓度的H_(2)SO_(4)溶液清洗V-Mo-Mg(x)/Ti脱硝催化剂。结果表明:Mg会降低V-Mo/Ti催化剂的还原性能、表面酸性,减少催化剂的化学吸附氧质量分数;Mg的负载降低了催化剂的脱硝性能,在烟气温度为370℃时,V-Mo-Mg(0.9)/Ti催化剂的脱硝效率由65.4%降低到56.8%;采用0.5 mol/L的H_(2)SO_(4)溶液清洗可以有效去除催化剂上负载的Mg,去除效率94%以上。

Ni的添加对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

制备了一系列不同NiO(0%、0.41%、0.93%)含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂,考察了NiO含量对催化剂的影响。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、N2-吸附脱附、H2-程序升温还原(H2-TPR)、NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)和O2-程序升温脱附(O2-TPD)对催化剂样品进行表征。同时通过固定床微型反应器,对比了不同催化剂脱硝性能和抗SO2、H2O性能的差异。结果表明:V-Mo/Ti催化剂负载Ni后,还原性能和酸性性能都有所提升。同时,NiO的负载还导致了催化剂上化学吸附氧含量的增加,促进NO氧化为NO2。脱硝催化剂负载NiO后,能够有效增强催化剂的脱硝性能和抗SO2、H2O性能。

酸改性海泡石对V-Mo/Ti脱硝催化剂抗Na性能影响

在V-Mo/Ti脱硝催化剂制备过程中分别加入海泡石和酸改性海泡石,对比了两种催化剂的脱硝性能和抗Na中毒性能。采用X射线衍射(XRD)、N2-吸附脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等对催化剂进行分析。结果表明,采用酸改性海泡石所制备的催化剂,能抑制催化剂因Na中毒所引起的表面酸性和还原性能的下降。因此,该催化剂在Na中毒后,脱硝性能的降低幅度相对较小。

矿物材料的添加对V-Mo/Ti平板式脱硝催化剂性能的影响

为增强V-Mo/Ti平板式脱硝催化剂的耐磨强度,在催化剂制备过程中添加矿物材料作为粘结剂。采用XRD、N2-吸附脱附、SEM、H2-TPR、拉曼光谱、XPS、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果表明,3种矿物材料的添加均能有效提升催化剂的耐磨强度。凹凸棒土和硅藻土可以增加催化剂的比表面积,提升催化剂的还原性能,海泡石则与之相反。此外,添加矿物材料后,催化剂的酸性有不同程度的降低。3种矿物材料中,凹凸棒土对催化剂机械性能、脱硝性能均有提升作用,是合适的工业平板式脱硝催化剂粘结剂。

酸化顺序对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

采用硫酸对V-Mo/Ti脱硝催化剂进行酸化,考察了酸化顺序对催化剂物理化学性能和脱硝性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-程序升温还原(H_(2)-TPR)、拉曼光谱、NH_(3)-程序升温脱附(NH_(3)-TPD)和O_(2)-程序升温脱附(O_(2)-TPD)对催化剂进行表征。并通过固定床微型反应器,对比了不同催化剂脱硝性能。结果表明,采用先酸化、后负载活性组分的制备方法,可以增加催化剂上的聚合钒含量,提升催化剂的表面酸性和化学吸附氧含量,从而增强催化剂的脱硝活性。然后,采用先负载活性组分、后酸化的方式所制备的催化剂,脱硝性能较V-Mo/Ti催化剂有了明显的降低。

载体酸化对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

分别使用硫酸、磷酸和盐酸对TiO_(2)进行酸化,用于制备V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRF、N_(2)-吸附脱附、拉曼光谱、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、XPS等表征手段对催化剂的物理化学性质进行分析。结果显示:载体的酸化会导致催化剂比表面积的降低,聚合钒物种含量的降低,Oα含量减少。相比V-Mo/Ti催化剂,采用硫酸酸化的TiO_(2)所制备的催化剂酸强度略有降低,还原性能提升,从而催化剂的脱硝性能有所提升。盐酸酸化和磷酸酸化均会导致催化剂的酸性性能和还原性能的下降,对催化剂的脱硝性能有负面影响。4种催化剂中,V-Mo/Ti-S催化剂显示了最佳的脱硝性能,且具有较好的抗SO_(2)、H_(2)O性能。

Cd对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

为明确燃煤烟气飞灰中Cd元素对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响,采用浸渍法,制备V-Mo-Cd/Ti催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-程序升温还原(TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和NH_(3)-程度升温脱附(TPD)等手段,研究了Cd对催化剂物理化学性能的影响。同时,在固定床微型反应器上考察了不同催化剂的脱硝性能。结果表明:Cd会降低催化剂的比表面积。相比V-Mo/Ti催化剂,V-Mo-Cd/Ti催化剂上的V^(5+)物种减少,V^(5+)/(V^(3+)+V^(4+)+V^(5+))比率降低。此外,Cd还会造成催化剂的O_(α)/(O_(α)+O_(β))比率和表面酸量的降低。因此,V-Mo-Cd/Ti催化剂的脱硝活性低于V-Mo/Ti催化剂。通过将V-Mo/Ti催化剂中MoO_(3)的质量分数由3%提升至5%,可以有效减小Cd对催化剂的负面影响。

新型Cu-Mn/TiO_2和Cu-Mn/γ-Al_2O_3甲醛催化氧化催化剂的研制及活性

采用浸渍法制备了Cu-Mn/γ-Al2O3、Cu-Mn/Ti O2新型催化剂,研究了在不同温度、不同气体流速下对甲醛的催化活性以及50h下催化剂的稳定性,并与Cu-Mn复合氧化物催化剂进行对比。结果表明:γ-Al2O3、Ti O2与Cu-Mn之间的协同作用提高了催化剂对甲醛的催化活性,且Cu-Mn/γ-Al2O3在150℃可以实现甲醛的完全去除,比Cu-Mn/Ti O2和Cu-Mn复合氧化物催化剂分别低80℃和140℃。3种催化剂的甲醛去除率随气速的增加而下降,且变化大小顺序为Cu-Mn/Ti O2>Cu-Mn/γ-Al2O3>Cu-Mn复合氧化物。50h后Cu-Mn/γ-Al2O3和Cu-Mn复合氧化物催化剂去除率仍为100%,Cu-Mn/Ti O2去除率在94%以上。采用XRD、BET和SEM-EDS等技术手段对制备的Cu-Mn/Ti O2、Cu-Mn/γ-Al2O3和Cu-Mn复合氧化物进行了表征。