Ag对Cu-Ti-PILC结构和催化性能的影响

采用离子交换法制备了Cu-Ti-PILC样品,采用浸渍法制备了Ag/Cu-Ti-PILC样品。采用X射线衍射谱(XRD)、程序升温还原(TPR)、NO程序升温脱附(NO-TPD)研究银物种对Cu-Ti-PILC结构的影响,以无机物NO为催化反应模型降解物,研究银物种对Cu-Ti-PILC催化性能的影响。结果表明:Ag物种破坏了钛柱层粘土(TiPILC)的有序排列性,未改变Ti-PILC的层间结构及铜物种的分散度,改变了铜物种在催化剂表面的分配并提高了Cu2+的比例,改变了NO的反应途径并提高了中间产物的产生量,故导致N2收率提高了约20%,在SO2和H2O存在的条件下,N2收率提高了约12%。

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。

Mn-CeO_x/Ti-PILC的制备、表征及脱硝性能研究

采用钛酸丁酯溶胶法制备了钛基柱撑黏土(Ti-PILC),通过浸渍法制备Mn-CeOx/Ti-PILC,运用BET、FT-IR、XRD、NH3-TPD、XPS等技术对催化剂进行表征分析。结果说明,经过钛交联柱撑制备的Mn-CeOx/Ti-PILC是一种具备较大比表面积(133.7 m2/g)的多孔性介孔材料;活性成分主要为CeO2以及Mn2O3。Mn-CeOx/Ti-PILC低温下具有较好的选择性能催化剂还原(SCR)脱硝活性,180℃下,脱硝活性达到83.1%。

Mn-CeO_X/钛基层柱粘土(Ti-PILCs)低温选择性催化还原催化剂的钙中毒研究

以钛基层柱粘土（Ti-PILCs）为载体,制备了Mn-CeOX/Ti-PILCs低温选择性催化还原（SCR）催化剂,采用浸渍法模拟了催化剂钙中毒,研究了不同含钙量对催化剂活性的影响,并运用NH3-程序升温脱附（TPD）、H2-程序升温还原（TPR）及X射线光电子能谱（XPS）表征,分析了钙对催化剂的失活作用。结果表明：（1）钙中毒前后催化剂活性均随温度的升高而加强;钙中毒催化剂活性的下降程度随含钙量的提高而加强;钙中毒催化剂最高脱硝率所对应的温度往高温处推移。（2）钙对催化剂活性具有较大阻碍作用,而且失活程度与含钙量及温度有关。（3）在160~260℃,钙中毒引起了催化剂L酸的上升,L酸可能在较高温度区间开始发挥作用,因此该温度区间的钙中毒催化剂的失活程度减弱。（4）钙中毒催化剂中金属氧化能力下降,进而影响了催化剂在SCR反应中的氧化还原能力,使其活性下降。（5）钙中毒前后催化剂表面的锰氧化物都以Mn2O3为主要形式存在,但钙中毒催化剂出现了其他形态的锰氧化物,可能进一步影响催化剂活性;钙中毒前后催化剂表面的铈氧化物都以CeO2为主要存在形式,钙的引入基本没有影响铈的主要价态。（6）催化剂表面吸附氧量的降低可能是造成钙中毒的直接原因。

表面活性剂改性对Zn/Ti-PILCs吸附剂脱硫性能的影响

在柱撑黏土Ti-PILCs的合成过程中,加入各种表面活性剂进行改性,通过负载Zn制备了Zn/Ti-PILCs吸附剂,考察了其对模拟柴油中二苯并噻吩的选择吸附性能。结果表明,经表面活性剂尤其是十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性制备的Zn/Ti-PILCs其吸附脱硫率得以显著提高。当CTAB/Ti摩尔比为0.5时,Zn/Ti-PILCs-CATB具有最佳的吸附性能,DBT去除率达96.3%。N2吸附脱附等温线和孔径分布研究表明,CTAB改性可增加1 nm～4 nm孔的数量,并改善黏土层间柱子的分布,使Ti-PILCs具有更高的比表面及更均匀的孔径分布。

Cu/Ce-Ti-PILC上丙烯选择催化还原NO的研究

采用铈钛共交联剂对蒙脱土进行柱撑,制备铈钛共交联粘土(Ce-Ti-PILC),并以其为载体,制备了应用于C3H6选择还原NO催化剂Cu/Ce-Ti-PILC.考察了(Ce+Ti)/clay比、制备方法、活性组分、Cu含量、催化剂焙烧温度等对催化剂性能的影响,并用比表面、N2吸附/脱附等温线、XRD、孔径分布及TPR等表征方法对载体和催化剂进行表征.结果表明,(Ce+Ti)/clay比为15 mmol.g-1,采用浸渍法,活性组分Cu负载量为3(wt)%,催化剂焙烧温度为500℃,空速25 000 h-1时,Cu/Ce-Ti-PILC在250℃使NO转化率达到最大值71.21%.

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。

焙烧对Ti-PILCs结构和物化性能的影响

以高纯钠基蒙脱石为基质材料[1],以钛酸正丁酯[Ti(n-C4H9O)9]为钛源,采用Sol-gel法制备得到含钛蒙脱石纳米复合材料(Ti-PILCs)。对Ti-PILCs进行了焙烧研究,并应用XRD、BET、TG-DSC、SEM和TEM等检测手段进行表征,分析表明:经600℃、900℃焙烧后Ti-PILCs的d001值分别由焙烧前的3.74 nm下降到3.67 nm、3.34 nm,比表面积由409.1 m2/g下降S500℃=374.3m2/g、S700℃=362.5 m2/g。焙烧后的Ti-PILCs存在大量的中孔,氧化物柱子较均匀分布,热稳定性超过900℃。

Ti-PILCs的制备条件及焙烧性能的研究

以精制钠基膨润土为基质,以钛酸正丁酯为钛源,对钛交联蒙脱石纳米复合材料(Ti-PILCs)的合成条件进行了讨论,对Ti-PILCs进行了焙烧研究,并应用XRD、BET、TG-DSC、和TEM等检测手段进行了表征分析,结果表明,经900℃焙烧后,Ti-PILCs的d001值分别由焙烧前的3.74 nm下降到3.34 nm,比表面积由409.1 m2/g下降到362.5m2/g。焙烧后的Ti-PILCs存在大量的中孔,氧化物柱子较均匀分布,热稳定性超过900℃。

Cu/Al-PILC催化的C_3H_6选择还原NO反应的研究

采用聚合羟基铝交联剂对蒙脱土进行撑柱 ,合成铝交联黏土 (Al PILC) ,并以其为载体 ,制备了应用于C3 H6选择还原NO的催化剂Cu/Al PILC。考察了制备工艺条件及La2 O3 助剂对催化剂性能的影响 ,并采用DTA、IR技术对Al PILC进行表征。研究结果表明 ,Al PILC热稳定性随Al/clay比增加逐步提高 ,SO2 -4改性Al PILC上SO2 -4与铝氧化柱形成了具有超强酸性的结构 ,催化活性得到显著提高 ;当Al/clay比为 10mmol/g ,浸渍SO2 -4量为 2 0 % (wt) ,Cu担载量为 3% (wt) ,空速2 0 0 0 0h-1时 ,Cu/Al PILC在 35 0℃NO转化率达到最大值 5 2 0 2 % ;浸渍 0 5 %La2 O3 提高了Cu/Al PILC催化剂的活性和热稳定性。

Ti-PILC制备条件对MnO_x/Ti-PILC低温SCR脱硝活性的影响

实验制备了钛基交联黏土(Ti-PILC),并通过浸渍法负载锰氧化物得MnO_x/Ti-PILC。研究了载体Ti-PILC的制备条件(包含制备方式、Ti/clay、H/Ti、黏土浓度以及煅烧温度)对最终催化剂低温SCR脱硝活性的影响。实验发现当以Ti(OC_4H_9)_4作为钛源的Ti-PILC所得催化剂活性较Ti Cl4高,当Ti/clay为25 mmol/g、H/Ti为1.2、黏土浓度为1%,煅烧温度不高于500℃时,制备得到的Ti-PILC负载MnO_x后,催化剂具有较好的脱硝活性,在160℃,脱硝活性接近80%,200℃即可脱除90%以上的NO。

Pd-Cu-Ti-PILC上丙烯选择催化还原NO的活性研究

采用浸渍法制备Cu-Ti-PILC和Pd/Cu-Ti-PILC催化剂,结合X射线衍射谱(XRD)、程序升温还原(TPR)、NO程序升温脱附(NO-TPD)、丙烯选择催化还原NO(C3H6-SCR)研究Pd组分对Cu-Ti-PILC催化剂结构和催化还原NO能力的影响。XRD结果表明,Pd物种破坏了蒙脱土的层间排列但未改变Ti-PILC的层间距;TPR结果表明,Pd改变Cu-Ti-PILC催化剂表面上铜物种的还原性能;NO-TPD结果表明,Pd组分提高催化剂化学吸附NO;C3H6-SCR结果显示Pd物种能够提高Cu-Ti-PILC催化效果。

PilC蛋白对人尿道上皮细胞STAT3激活及TNF-α、IL-8分泌的影响

目的:评价PilC蛋白对人尿道上皮细胞(THUECs细胞)STAT3基因及其下游细胞因子TNF-α和IL-8表达的影响。方法:采用细胞内染色法检测PilC蛋白刺激后THUECs细胞系-磷酸化STAT3(p-STAT3)表达;ELISA法检测细胞培养上清中TNF-α和IL-8水平。结果:PilC蛋白刺激后,细胞内p-STAT3表达升高,且与PilC蛋白浓度成正比,并能增强TNF-α和IL-8的分泌。结论:PiIC蛋白能增强THUECs细胞系内p-STAT3表达和明显增加TNF-α和IL-8水平。

Cu-Fe-PILC催化C3H6选择性还原NO的性能

采用羟基铁离子柱撑Na-Mont制备出1.0Fe-PILC,通过超声浸渍法合成不同铜负载量的nCu-Fe-PILC,并测试了其在富氧条件下催化C3H6选择性催化还原NO的性能。通过N2吸附脱附、XRD、UV-Vis、H2-TPR、Py-FTIR等技术手段表征催化剂的微观结构和物化性质,进一步解释其催化反应机理。结果表明,Cu的引入提高了1.0Fe-PILC的中低温活性和抗水硫能力。其中9Cu-Fe-PILC在<300℃时NO转化率可达69.8%以上,400℃后NO转化率保持在99%以上且水硫影响较小。XRD、N2吸附脱附结果表明,催化剂的SCR活性与所负载的活性组分和催化剂的吸附能力有关。UV-Vis结果表明,9Cu-Fe-PILC具有较强的中低温活性,与其含有较多的游离态Cu2+有关。H2-TPR结果表明,与1.0Fe-PILC相比,经Cu修饰的nCu-Fe-PILC获得了中低温还原能力。Py-FTIR结果表明,nCu-Fe-PILC表面同时含有Lewis酸和BrФnsted酸,Lewis酸是影响催化剂SCR活性的主要因素。

Ag对Fe/Al-PILC的SCR-C3H6脱硝特性的影响

为提高低温段(<300℃)铝柱撑蒙脱土负载铁基催化剂的脱硝效率,采用银离子对其进行修饰。通过超声浸渍法合成银-铁双金属催化剂,并于固定床反应器中评价催化剂性能。结果表明,Ag的引入显著改善了Fe/Al-PILC催化剂的低温催化活性。在250℃时,Ag-Fe/Al-PILC催化剂的NO转化率达到60%以上,高于Fe/Al-PILC催化剂20%的NO的转化率,其中,2.1Ag-Fe/Al-PILC在250℃时NO转化率达到82%,N2选择性达到100%。而且,引入银离子后的双金属催化剂保持了铁基催化剂较好的抗H2O和SO2性能。通过多种技术探究催化剂的微观结构和物理化学性质。根据N2吸附-脱附测试结果表明,双金属催化剂形成了稳定的整体结构,并具有较大的内比表面积。同时,XRD和UV-vis表征结果显示,在催化剂表面形成的银-铁固溶体、Ag+和Agn^δ+物种是影响其低温活性的关键因素。Ag-Fe/Al-PILC的低温活性与形成的银-铁固溶体有关,同时在催化剂表面形成的Ag+和Agn^δ+物种是影响其低温活性的关键因素。XPS结果表明,Ag和Fe之间存在电子转移,形成了双金属协同作用,改变了催化剂表面的银、铁成分含量及其价态。H2-TPR结果表明,Ag促使Fe/Al-PILC还原特征峰出现在低温区,提高了其低温还原性能。表面酸性的Py-FTIR分析结果表明,Ag-Fe/Al-PILC催化剂同时存在Lewis酸和Bronsted酸,且Ag提高了Bronsted酸的稳定性。

Ti-PILC负载Ga-Fe的CH_(4)-SCR脱硝性能研究

为解决柱撑粘土(PILC)系催化剂在CH_(4)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SO_(2)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TiCl_(4)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CH_(4)-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0.02%SO_(2)条件下,NO脱除效率下降不超过10%和8%.对催化剂进行N_(2)吸附-脱附、H_(2)-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地降低水蒸气和SO_(2)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.

Cu改性Fe/Al-PILC催化剂的SCR-C3H6脱硝特性实验研究

为提高Fe/Al-PILC催化剂的SCR脱硝的低温活性,采用Cu对Fe/Al-PILC催化剂进行改性。采用超声浸渍法合成系列xCu-Fe/Al-PILC催化剂,通过XRD、N2吸附-脱附、H2-TPR、UV-vis、XPS、Py-FTIR等系列技术手段进行表征。在固定床微反应器上进行C3H6的选择性催化还原NO的实验。结果表明,经过铜改性后的xCu-Fe/Al-PILC催化剂有效解决了Fe/Al-PILC催化剂低温SCR活性不足的问题,同时提高了中高温活性。催化剂在200-500℃能够实现80%以上脱硝效率,其中,0.13Cu-Fe/Al-PILC在250-500℃实现了90%以上NO转化率,并在250℃达到最高脱硝效率93%。XRD、N2吸附-脱附结果表明,经过铜改性的催化剂可以提供更多反应活性位,提高反应速率。H2-TPR结果表明,掺杂铜使催化剂获得低温还原能力,同时增强了中高温还原能力。UV-vis、XPS结果表明,铜掺杂不仅使铁获得更高氧化态,同时产生了更多低温活性物质孤立Fe3+。Py-FTIR结果表明,催化剂表面同时存在Lewis酸和Brnsted酸,Lewis酸是SCR反应活性中心。

双金属催化剂Fe-Co/Al-PILC的CH_(4)-SCR脱硝性能

为了提高甲烷的选择性催化还原NO(CH_(4)-SCR)的效率及其抗烟气中的SO_(2)和H_(2)O的能力,以铝离子柱撑黏土为载体,制备铁-钴双金属催化剂(Fe-Co/Al-PILC)。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)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等方法表征催化剂的物化性质,在固定床微型反应器上对其CH_(4)-SCR特性进行系统评估。结果表明,Fe-Co/Al-PILC具有较好的脱硝反应活性,其中0.27Fe-Co/Al-PILC(0.27为Fe与Co的质量分数比)在600℃时达到63.5%的脱硝效率和100%的N_(2)选择性,其抗水抗硫性能也大大提高。催化剂物化性质的表征结果表明,适量的Fe-Co负载量有利于催化剂中形成Co^(2+)和游离态Fe^(3+),它们是影响催化剂活性的主要因素。H_(2)-TPR结果表明,Fe离子使催化剂的还原温度降低,还原性能增强。吡啶吸附-红外光谱结果表明,催化剂表面同时存在Lewis酸和Brønsted酸,Lewis酸是催化反应的活性酸性位,Fe离子增加了Lewis酸含量。

Al-PILC负载铜铁复合氧化物在NH_3选择性催化还原NO中的协同作用

以铝柱撑黏土（Al-PILC）为载体采用旋蒸-浸渍法制备了铜、铁单组分催化剂（Cu/Al-PILC、Fe/Al-PILC）和铜铁复合氧化物催化剂（CuFe/Al-PILC），并测试其对NH3选择性催化还原NO反应（NH3-SCR）的催化性能。相比Cu/Al-PILC和Fe/Al-PILC，CuFe/Al-PILC活性组分之间有较强的协同效应，显著提高了催化剂的脱硝性能。CuFe/Al-PILC在290～450℃的宽温区NO脱除效率保持90％以上，最高可达97％。此外，CuFe/Al-PILC有很好的抗水抗硫性能，催化活性不受反应气氛中水蒸气和SO2的影响。XRD、UV-vis、XPS和N2吸附脱附表征结果表明，CuFe/Al-PILC中活性组分相互作用生成CuFe2O4，有利于活性组分在载体表面分散，提高催化剂的比表面积和孔容；H2-TPR表征结果表明，CuFe/Al-PILC活性组分在载体表面生成的CuFe2O4改善了催化剂氧化还原性能，有利于NH3对NO选择性的还原；NH3-TPD表征结果表明，CuFe/Al-PILC在较宽温区范围内对NH3都有很好的吸附，这有利于提高催化剂表面还原物种的浓度，从而保证催化剂在较宽温区范围内具有较好的NO脱除效率。

Cu/Al-Ce-PILC在丙烯选择性催化还原NO反应中的失活研究

采用聚合羟基复合阳离子合成交联黏土Al-Ce-PILC,经SO42-改性后,以浸渍法制备了铜基交联黏土催化剂Cu/Al-Ce-PILC,并将其应用于C3H6选择性催化还原NO的反应,350℃时NO转化率达到最大值56%,700℃时下降至22%.为探究催化剂高温失活的原因,采用XPS、TPR、TGA、Py-IR和DSC对反应前后催化剂的物化性能进行了表征.结果表明,经过H2预处理活化后活性组分Cu物种以Cu+形式存在,而高温反应后Cu物种除以Cu+和Cu2+2种形式存在外,还出现了少量CuO物种;高温反应过程中Al-Ce-PILC上结构羟基和SO42-流失导致催化剂表面酸性减弱;此外,还存在表面积炭覆盖了部分活性中心并堵塞了催化剂孔道的现象.这三者的共同影响促进了C3H6深度氧化,抑制了NO还原,从而导致催化剂的失活.