工业五氧化二钒制备V_2O_5半导体薄膜分析

用攀钢工业V2 O5为原料采用无机溶胶 -凝胶法制备V2 O5溶胶和凝胶 ,并用此胶体在不同衬底上制备出透明的半导体V2 O5薄膜。研究了胶体粘度对涂膜的影响 ,以及薄膜电阻率与温度、烘干处理和厚度的关系。用扫描电子显微镜 (SEM)研究了薄膜的微观形貌 ,用XRD研究了薄膜的成份及其变化。结果表明 :胶体粘度对涂膜有较大影响 ;温度、湿份、薄膜厚度对薄膜电阻率均有较大影响 ;V2 O5薄膜由针状V2 O5颗粒组成 ,在衬底上呈均匀分布 ,且结构比较密集 ,其颗粒径向尺寸为 0 .5～ 1.0 μm ,长度方向为 3 0～ 5 0 μm。烘干处理后颗粒轮廓略有模糊、结构稀疏且尺寸有所长大 ,同时新生成了一些钒化合物。

MoO3改性V2O5/TiO2 SCR催化剂的低温脱硝研究

采用浸渍法制备了低温脱硝MoO3改性V2O5/TiO2催化剂。将催化剂置于固定床反应器中研究其SCR的脱硝性能、抗硫性能。实验模拟烟气条件为NO:500×10-6,NH3:500×10-6,O2:8%,SO2:100×10-6,N2:平衡气体,空速36000h-1。结果表明,浸渍法制备的催化剂具有良好的低温脱硝性能和低温抗硫性能。催化剂的最佳配比为3%V2O5-6%MoO3-91%TiO2(质量分数)。在180~260℃时,脱硝效率为80%~93%,SO2的氧化率小于1%。

添加金属氧化物的V2O5/AC在烟气脱SO2及脱SO2后H2再生制备硫磺的活性研究

干法脱除烟气SO2的多种催化剂均可在H2气氛中再生,直接制备硫磺。该过程的实现不仅要求再生尾气循环,而且要求催化剂具有双重功能,即在脱硫过程中催化氧化SO2为H2SO4以及在再生过程中将催化还原释放出的SO2进一步转化为硫磺。添加有金属氧化物的V2O5/AC催化剂具备双重功能。着重考察了添加Ce、W、Fe、Co等氧化物的V2O5/AC催化剂烟气SO2脱除能力及脱除SO2后经H2再生制备硫磺的能力,并对添加Co的催化剂进行了优化。结果表明,在这类催化剂中,对烟气脱SO2起主要催化氧化作用的是V2O5,对H2再生硫磺制备起作用的是添加的金属氧化物。除Ce2O3外,WO3、Fe2O3和CoO都提高了再生中的硫磺收率,CoO的作用最为显著。较合适的催化剂组成是1%V2O5和0.5%CoO。这些金属氧化物在AC上的担载方法,对烟气脱SO2和H2再生结果的影响不明显。硫磺的生成需要CoO向CoS2的转变,再生后催化剂上残余有部分CoS2,且残余硫量还与V2O5量有关。

V_2O_5/TiO_2-ZrO_2催化剂上甲醇选择氧化制甲缩醛

采用共沉淀法制备TiO2-ZrO2复合氧化物载体、等体积浸渍法制备V2O5/TiO2-ZrO2催化剂,对催化剂在温和条件下甲醇选择氧化生成甲缩醛（DMM）反应进行研究。结果表明,与单一氧化物载体TiO2或ZrO2负载的钒基催化剂相比,V2O5/TiO2-ZrO2对甲醇选择氧化具有较好的催化性能。XRD、NH3-TPD和H2-TPR表明,ZrO2的加入有利于增加催化剂表面的酸性位,并改善钒物种的氧化还原性,使催化剂具有较好的甲醇选择氧化性能。钒的负载量对催化剂表面钒物种的存在形式和颗粒大小有较大的影响,进而影响催化剂的表面酸性和氧化还原性;V2O5质量分数5%~10%的催化剂甲醇氧化性能最好。

金属氧化物MoO_3(WO_3)和V_2O_5对烟气脱硝催化性能试验

以纳米级锐钛型TiO2为载体,负载V2O5和WO3(或MoO3)制备催化剂,研究不同催化剂组分对NO和NO2脱除率以及N2O生成量的影响.结果表明,V2O5的加入使得MoO3(WO3)/TiO2催化剂的活性和选择性得到了改善.MoO3(WO3)的加入主要是改善了催化剂表面的活性位数量,从而使得V2O5/TiO2基催化剂表现出更高的活性.

V_2O_5催化甲烷液相部分氧化工艺过程研究

以V2O5为催化剂,在发烟硫酸中进行了甲烷液相选择性氧化的研究工作,考察了V2O5催化剂用量、反应温度、反应时间、发烟硫酸浓度等工艺条件对反应收率的影响,进行了甲烷液相选择性氧化的催化机理探讨和宏观动力学推导。甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸甲酯,后者进一步水解得到甲醇。甲烷转化率可达54.5%,选择性45.5%,相应的工艺条件为催化剂用量0.0175mol、反应温度180℃、发烟硫酸中SO3含量50%(wt)、反应时间2h。V2O5催化甲烷液相部分氧化反应遵循亲代取代机理,甲烷液相部分氧化反应为一级反应。

V_2O_5熔体的微量氧化还原研究

将７００、８００、１１００℃三种温度下的Ｖ２Ｏ５熔体制得Ｖ２Ｏ５溶胶，在非晶玻璃基片上将Ｖ２Ｏ５溶胶制成Ｖ２Ｏ５凝胶薄膜试样．通过对Ｖ２Ｏ５凝胶薄膜试样的电阻随温度的变化测试和电子能谱（ＥＳＣＡ）和Ｘ射线衍射分析发现Ｖ２Ｏ５凝胶薄膜中有四价钒的存在，本文从Ｖ２Ｏ５熔体的微量氧化还原和晶体结构的角度分析讨论了微量氧化还原影响钒离子价态变化的机理．

碱金属氧化物对V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

在V2O5-WO3/TiO2催化剂上负载碱金属氧化物(K2O,Na2O),通过BET,XRD和SEM等方法对微观结构进行表征,研究不同含量碱金属氧化物对催化剂脱硝活性、N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现,较大含量的碱金属对催化剂微观结构有一定影响.碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐(如KVO3),改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低.两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O>Na2O.

燃煤烟气中碱金属化合物对V_2O_5/AC催化剂低温脱硝的影响:NH_3的吸附与氧化

采用湿法浸渍-再干燥法将K2O和K2SO4担载到低温SCR催化剂V1/AC上,模拟研究了烟气中超细碱金属颗粒物对V1/AC催化剂脱硝活性的影响。结果表明,两种含K化合物的引入均导致了该催化剂的失活,明显抑制了NH3在催化剂上的吸附,尤其是热稳定性较低的吸附;K2SO4的抑制作用明显小于K2O,这与它们对催化剂SCR活性的影响规律相一致。K2O的担载对催化剂表面的氧化性能影响较小,但由于其能抑制NH3的吸附而引起催化剂的失活;K2SO4的担载则增加了催化剂表面吸附态的NH3在O2气氛中被过度氧化为NO的可能性。

V_2O_5催化氧化深度脱硫

为了研究氧化法深度脱硫技术,以H2O2为氧化剂,考察了不同催化剂和助剂对脱硫效果的影响。各催化剂的催化性能大小顺序为V2O5>磷钨酸>磷钼酸。以V2O5为催化剂,无水乙醇为助剂,优化了氧化条件。结果表明:在噻吩/石油醚模拟油体积10 mL、H2O2 0.05 mL(体积分数1.5%)、V2O5 0.002 0 g(质量浓度200 mg/L)、无水乙醇0.50 mL(体积分数5%)、氧化温度40℃的反应条件下,氧化60 min,得到的氧化产物采用N,N-二甲基甲酰胺进行萃取,萃取温度15℃,萃取时间15 min,剂油体积比为1时,噻吩/石油醚模拟油中的噻吩质量浓度由200 mg/L降至30.8 mg/L,脱硫率为84.6%,比未经氧化直接萃取时的脱硫率高28.0%,氧化效果明显。用此方法处理直馏汽油,汽油中硫的质量浓度由179.3 mg/L降至18.0 mg/L,脱硫率为91.0%,具有一定的应用潜力。

V_2O_5/ACO催化过氧化氢氧化苯乙烯的研究

以氧化改性活性炭为载体,用微波辐射法制备了系列钒氧化物/活性炭催化剂(V2O5/ACO).采用FT-IR、XRD对催化剂进行了光谱表征.考察了V2O5/ACO在苯乙烯过氧化氢选择氧化中的催化性能.其中,V2O5-30/ACO性能较佳.以丙酮为反应介质,当n(苯乙烯)∶n(H2O2)=1∶2.5,45℃反应5 h,苯乙烯转化完全,苯甲醛的选择性可达87.2%.V2O5-30/ACO经纯化后可再生,其催化性能基本保持不变.

过氧化法常压干燥制备的V2O5气凝胶的性能探究

以V2O5晶体粉末、H2O2(30%(质量分数))为原材料,采用溶胶-凝胶法,通过溶剂替换工艺在常压下成功地制备了纳米多孔结构的V2O5气凝胶材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积仪(BET)、粉末X射线衍射(XRD)、傅立叶红外分光光度计(FTIR)和拉曼光谱仪(Raman)等方法分别观察和测试了V2O5气凝胶材料的形貌、晶态结构及分子振动。SEM、TEM观察表明,常压干燥制备的V2O5气凝胶呈比较规则的具有层状结构的纤维网络状结构;XRD分析表明,由于结合水插入层间而使V2O5气凝胶的层间距有明显的增加;BET测试结果表明,常压干燥制备的V2O5气凝胶材料的平均孔径为16nm,最大孔径为78nm。

V_2O_5/TiO_2催化剂上微波对甲苯选择氧化反应条件的影响

在微波辐射条件下，考察了甲苯选择氧化过程中催化剂床层温度、O2／甲苯的比例、原料气总空速以及V2O5担载量等条件对TiO2催化剂活性的影响。实验结果表明，在微波作用下，当床层温度在250℃，O2／甲苯（摩尔比）＝6，原料气总空速：10000mLh－1时，在催化剂8％V2O5／TiO2（w）上苯甲酸的收率达到23％（w）．苯甲醛的收率达到9％（w）。与传统加热的催化过程相比．苯甲酸的收率明显提高。本文初步探讨了微波对催化剂活性的影响。

V2O5负载量对V2O5／Al2O3氧化活化正庚烷催化裂解反应的影响

采用X射线衍射, 低温氮气吸脱附, 氨气程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱分析方法对不同活性组分负载量V2O5/Al2O3的性质进行了表征. 根据表面VOx单元密度, 推测V2O5负载量为20%-25% (w)对应着V2O5/Al2O3表面达单层覆盖状态; V2O5的负载使Al2O3表面Lewis酸量减少, 并出现Br?nsted酸, 对应着氧化态VOx单元中的V―OH; 随着负载量的增加, Brφnsted酸量增加至负载量为20%时达到最大值. 对V2O5/Al2O3中活性组分负载量对其氧化活化正庚烷催化裂解反应的影响进行了考察. 结果表明, 在V2O5负载量为20%-25%时,V2O5/Al2O3的引入对正庚烷在HZSM-5平衡剂上催化裂解反应的促进作用最明显, 此时VOx单元在V2O5/Al2O3表面形成单层覆盖状态, 可提供最大量的表面晶格氧, 因而对正庚烷具有最强的氧化活化作用; V2O5负载量继续增加形成体相的V2O5和AlVO4, 不利于晶格氧参与正庚烷的转化, 因而反应性能有所下降.

V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂的NOx选择性催化还原及SO_2氧化活性

采用浸渍法以TiO2为载体制备V2O5-MoO3/TiO2选择性催化还原催化剂,研究V2O5和MoO3负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO2氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V2O5-6%MoO3/TiO2催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V2O5负载质量分数增加,V2O5-MoO3/TiO2催化剂的选择性催化还原活性和SO2氧化活性均呈上升趋势。MoO3的负载对催化剂的SO2氧化活性有明显抑制作用。MoO3负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO2转化率小于1%。

V_2O_5氧化聚合制备多孔片状聚苯胺及其电化学性能

用V_2O_5为氧化剂,采用水热法制备了片状多孔聚苯胺。采用扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射等方法对其结构进行了表征;采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究了其电化学性能;研究了苯胺单体与V_2O_5的质量比对所制备的聚苯胺电化学性能的影响。结果表明:制备的聚苯胺为片状,且呈现多孔结构;当苯胺单体与V_2O_5的质量比为1:3时,制备的样品比电容最高,达到147.3 F/g;在2 A/g的电流密度下,在循环1 000圈后,可以保持40%的容量,同时库仑效率几乎保持100%。

碱金属氧化物掺杂对TiO_2-V_2O_5系湿敏陶瓷的影响

本文研究了碱金属氧化物掺杂对TiO_2-V_2O_5系湿敏陶瓷的影响.结果表明:掺入碱金属氧化物和烧结温度等将影响材料的微结构及湿敏性能,其中含K_2O材料有较高的湿敏性能,元件经聚合正硅酸酯溶液浸泡在50℃,85%RH下老化50h,提高了元件的湿度灵敏度和稳定性.

盐酸改性V_2O_5/TiO_2及其催化甲醇选择性氧化的研究

对TiO2负载V2O5催化剂进行盐酸改性制得了HC-V/TiO2催化剂,并将其应用于甲醇选择性氧化制二甲氧基甲烷(DMM)。V2O5负载量为10%的催化剂10V/TiO2上,钒氧物种具有良好的分散性。对10V/TiO2进行不同量的盐酸改性制备了HC-10V/TiO2催化剂,对其进行XRD、UV-Vis、H2-TPR、NH3-TPD表征。结果表明,适量的盐酸改性能有效改善催化剂的酸性,但对钒氧物种的分散性和还原性没有影响,改性后催化剂的反应活性和稳定性也得到很大提高,甲醇转化率和DMM选择性明显增加。Cl-负载量为4%的催化剂4HC-10V/TiO2在反应温度160℃时,甲醇的转化率为77.60%,DMM的选择性高达78.31%。

V_2O_5/C催化氧化乙二醛制备乙醛酸

利用等体积浸渍法制备了V2O5/C催化剂,并应用于乙二醛的液相氧化反应,采用XRD、TEM手段对催化剂进行了物化性质表征.结果表明,V2O5/C对乙二醛的氧化表现出较高的催化活性和乙醛酸选择性,反应10h,乙二醛的转化率达29.2%,乙醛酸得率13.6%.与贵金属Pd-Bi/C催化剂相比,V2O5/C催化剂的稳定性和重复使用效果都比较好.

双氧水/V_2O_5体系催化氧化汽油深度脱硫

以V2O5为主催化剂,无水乙醇为助催化剂,研究了双氧水催化氧化汽油深度脱硫技术。考察了萃取剂以及氧化条件对脱硫效果的影响。在汽油10 mL、双氧水0.04 mL、V2O50.0019 g、无水乙醇0.40 mL、氧化温度30℃的反应条件下,氧化60 min,得到的产物采用95%乙醇/5%NaOH(体积比为4:1)的复配溶剂进行萃取,萃取温度15℃,静置时间15 min,体积剂油比为1时,汽油中的硫含量由179.3 mg.L-1降至15.1 mg.L-1,脱硫率达91.6%。与未经氧化直接萃取相比,脱硫率提高了43.2%,氧化效果明显。