柴油车尾气氧化催化剂硫磷中毒研究进展

柴油车尾气氧化催化剂(DOC)是柴油车污染物排放后处理系统的重要组成部分,主要作用是有效去除未完全燃烧产生的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC),并将部分一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO_(2)),促进后续柴油颗粒捕集器(DPF)再生和氨选择性催化还原(NH_(3)-SCR)反应。但在实际运行时,处于整个后处理系统最前端的DOC不可避免地会受到柴油以及润滑油中硫化物和磷化物的毒化,从而影响催化剂后处理的净化效率。本文从硫磷对DOC催化性能的影响、硫磷中毒机制和缓解硫磷中毒策略3个方面详细综述了DOC催化剂硫、磷及硫磷复合中毒的研究进展,并针对DOC硫、磷中毒的科学研究与实际应用之间存在的差距,展望了未来抗硫磷中毒DOC催化剂的发展方向。

催化氧化催化剂在合成橡胶尾气处理上的应用

以100 kt/a热塑性弹性体装置尾气处理系统为应用对象,对国内自主研发的VOCPlus型催化氧化催化剂进行了性能评价,并考察了其实际应用效果。结果表明,VOCPlus型催化氧化催化剂具有起燃温度低及高温稳定性好和水热稳定性较强的特点。在催化剂入口温度约372℃、反应温度428℃、非甲烷总烃质量浓度1 500 mg/m^(3)的条件下,尾气处理系统反应器出口的非甲烷总烃质量浓度可达6.2 mg/m^(3),总烃去除率维持在99%以上。橡胶装置尾气处理系统至目前已稳定达标运行超过1.5 a,满足该系统对于长周期运行的要求。

MOFs基环己烷选择性氧化催化剂研究进展

系统综述了MOFs基材料作为多相催化剂、载体和前驱体在环己烷选择性催化氧化方面的研究进展,包括本征MOFs、MOFs复合物和MOFs衍生物。重点介绍了MOFs基材料中活性位点类型、组成及比例和孔结构、孔环境等对环己烷催化氧化过程转化率、选择性的影响效果,指出了MOFs基材料面临的挑战并展望了其未来发展方向。

过渡金属改性MnO_(2)制备甲苯催化氧化催化剂

采用过渡金属Fe_(2)+、Co2+、Ni^(2+)和Cu^(2+)原位掺杂MnO_(2)制备得到Fe(Ⅱ)-MnO_(2)、Co(Ⅱ)-MnO_(2)、Ni(Ⅱ)-MnO_(2)、Cu(Ⅱ)-MnO_(2)催化剂,优选了改性的过渡金属种类并优化了过渡金属与MnO_(2)的摩尔比,测试了优选催化剂的耐水蒸气性能和使用寿命。实验结果表明:与未掺杂的MnO_(2)相比,Fe(Ⅱ)-MnO_(2)的甲苯催化氧化活性提高,其他3种过渡金属掺杂催化剂的甲苯催化氧化性能下降;Fe(Ⅱ)-MnO_(2)催化剂的最佳FeSO4与MnSO4的摩尔比为1.0∶5。Fe(Ⅱ)-MnO_(2)催化剂对水蒸气的耐受性良好,且具有较强的活性稳定性和持久性。

VOCs催化氧化催化剂PDV-B01实现工业应用

截至2023年11月6日,中国石油石油化工研究院自主研发的VOCs催化氧化催化剂PDV-B01在中国石油兰州石化公司(以下简称兰州石化)公用工程一部化工净化水区域高浓度废气装置上稳定运行超2500h。

低浓度煤矿瓦斯氧化催化剂研究进展

在煤炭开采的过程中,低浓度瓦斯的涌出会造成大量温室气体的排放。通过催化氧化反应将瓦斯转化为二氧化碳,可以有效减少温室效应。然而,目前所报道催化剂的活性与稳定性大多难以满足实际应用的需求。简要论述了煤矿瓦斯催化氧化的反应机理,总结了近期低浓度煤矿瓦斯氧化催化剂的研究进展,并探讨了未来高效稳定煤矿瓦斯氧化催化剂的设计思路。甲烷C—H键活化是煤矿瓦斯催化氧化反应的决速步骤。高活性的贵金属催化剂和热稳定性好的非贵金属氧化物催化剂是两类常用的瓦斯氧化催化剂。对于贵金属催化剂,活性金属的类型与分散性对C—H活化性能至关重要,可以通过改性载体与掺杂助剂来调控金属的分散度。对于非贵金属氧化物催化剂,可以通过调变催化剂的结构或掺杂助剂来调控比表面积、氧空位浓度、化学键等性质,从而改善催化剂的活性。此外,煤矿瓦斯氧化催化剂还需要具备优异的耐水和耐硫性能。通过构筑包覆结构或构筑特殊金属结构,可以促进水的解吸;通过掺杂助剂调控活性金属的电子结构与催化剂表面基团,也可以提高催化剂的耐水稳定性。构筑包覆结构可以阻止含硫组分在活性位点的吸附,而添加牺牲剂可以优先吸附含硫组分,是常用的提升催化剂耐硫稳定性的策略之一。

臭氧催化氧化催化剂的失活及再生

考察了臭氧催化氧化催化剂的组成、形貌以及活性,对其失活原因进行了分析,并对再生方法进行了优化。结果表明:催化剂失活是由含盐污水中的金属(非金属)盐沉积在催化剂表面,阻碍催化剂与臭氧接触所致;与新鲜催化剂相比,装置卸出催化剂的比表面积下降17%,孔容下降21%,活性下降至13.9%;物理-化学再生法再生效果优于物理再生法;采用质量分数为1%的柠檬酸溶液处理后的催化剂性能最佳,其比表面积和孔体积略高于新鲜剂,活性可恢复至新鲜剂的95%,连续运行3周后,活性仅下降6个百分点。

难生化降解N,N-二甲基甲酰胺的催化湿式氧化催化剂研究进展

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为一种廉价易得、性能优异的非质子极性有机溶剂,广泛应用于石油化工、医药制造、纺织工程、精细化工、高分子合成和膜生产等行业。但DMF有毒性且可生化性较差,很难仅通过生物处理去除。催化湿式空气氧化(CWAO)作为一种处理难降解有机废水的先进氧化技术,可有效降解废水中DMF。综述了近年来含DMF废水CWAO催化剂的研究进展,分析了催化DMF湿式氧化反应历程,重点讨论了活性组分、催化剂载体和金属-载体相互作用分别对DMF的CWAO性能的影响,并对DMF的CWAO降解面临的挑战和未来的研究方向进行了展望。

新疆特重油氧化催化降粘剂的开发与性能评价

新疆克拉玛依特重油粘度高、流动性差,导致其开发困难。研制出一种新型的氧化催化体系的降粘剂,并对特重油的性质、降粘剂的配方优化、性能评价等进行试验研究。试验结果表明:特重油中胶质、沥青质质量占原油质量的50%左右,其中胶质含量最大达到32%,原油酸值最小低至3.15 mgKOH/g;胶质和沥青质含量大小与原油粘度大小呈现正相关,芳香组分是胶质、沥青质的良溶剂,原油粘度随其含量增加大幅下降;研制的氧化催化体系降粘剂在原油开采注蒸汽过程中发生氧化催化反应,促进胶质和沥青质等高粘度组分裂解成烷烃、芳香烃等低粘度组分;降粘剂最佳配方为:0.1%~0.13%的活性碱(有机碱∶无机碱=1∶1)+0.2%活性剂(SPT、HBO)+0.2%氧化剂(BOH)+0.3%催化剂(THA∶TM=1∶1)+溶剂;降粘剂加入量占比在0.5%~0.8%,氧化催化反应时间在14 h~24 h左右,氧化催化反应温度在150℃~240℃左右,降粘率可达90%以上。

中国石油开发乙中国石油开发乙烯环氧化催化剂烯环氧化催化剂

中国石油天然气股份有限公司开发一种乙烯环氧化制环氧乙烷的银催化剂及其制备方法。该催化剂以α-氧化铝为载体,负载银和碱金属元素、铼元素以及M-salen配合物,salen是含有[O,N,N,O]结构的双席夫碱配体,与Co、Ni、Gu、Mn等金属形成稳定的金属配合物M-salen,具有良好的活性分子氧氧化能力,作为银催化剂的助剂可提高催化剂环氧化能力,即使在较低的银负载量下,也表现出良好的环氧化能力。

抗水性天然气汽车尾气催化氧化催化剂研发

制备了系列Pd/Al_(2)O_(3)基天然气汽车尾气净化催化剂并对其进行了改性处理,通过N_(2)吸附-脱附、X射线衍射、热稳定性测试、催化剂活性评价等手段考察了水热处理、焙烧、稀土金属改性等处理过程对催化剂活性和抗水性能的影响。结果表明:水热处理可以在催化剂表面产生大量羟基基团,进而在后续的焙烧过程中脱离形成大量氧缺陷位,促进金属活性中心的分散,增强活性中心与金属表面的相互作用;焙烧温度对水热处理后催化剂的活性有较大影响,随着焙烧温度的升高,经焙烧制得催化剂的比表面积和孔体积都明显增大;稀土金属助剂的引入不会明显改变催化剂的孔道结构,但是可以在一定程度上增强催化剂的水热稳定性;以丁醇为溶剂,经水热处理、650℃焙烧、质量分数2%镧改性制得了性能最优的1%Pd/HTT-2La-B-Al_(2)O_(3)催化剂,其在305℃下催化甲烷氧化反应的转化率达90%。

氧化催化转化器对柴油机颗粒物排放特性的影响

以某高压共轨重型柴油机为样机,研究氧化催化转化器（Diesel Oxidation Catalyst,DOC）对柴油机颗粒排放规律的影响.研究结果表明,各工况下,DOC后测点颗粒物质量浓度相对于前测点均有所下降,降幅随转速升高而减小,随着负荷的增大变化不大;外特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒和聚集态颗粒的转化率均随着转速增加而波动下降,其平均转化率分别为21.5%,26.2%和15.4%;最大转矩转速1 400r·min^-1负荷特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒、聚集态颗粒的转化率均随着负荷的增大先下降再上升,其平均转化率为34.6%,38.8%和27.3%;DOC对核态颗粒物的转化率高于聚集态颗粒物,在粒径为9-12nm的范围内转化率达到最高,其他粒径范围内转化率大多介于20%-40%之间.

CeO_2在氧化催化反应中的作用

从CeO2 所属的萤石型氧化物结构特点出发 ,对CeO2 内部的电子缺陷、氧离子及其空穴等在催化氧化中的作用进行分析 ,指出CeO2 在氧化催化剂中所起的修饰作用与它的价态变化———Ce4+ /Ce3 + 间的转换 ,以及CeO2 与Cu等过渡金属之间的相互作用密切相关。更重要的是 ,此类催化体系 (如Cu CeO2 )是具有较高的电子 离子混合导电能力的混合型导体 ,且CeO2 易于存储、传输氧 ,可以协助O2 -从电解质向阳极传递 ,将阳极氧化反应面扩大至TPB面以外 ,减小界面阻力 ,加快氧化反应速率。此特性使其在以甲烷为燃料的固体电解质燃料电池阳极开发领域成为一种值得关注的备选材料。

负载型金属CO氧化催化体系的研究进展

本文结合近年来我们的研究工作以及国内外相关研究,概述了负载型金属CO氧化催化体系的研究进展,并进一步展望了今后的研究、发展方向以及应用前景。

微孔多酸Cs_xH_(5-x)PW_(10)V_2O_(40)/SiO_2的制备及氧化催化作用

Microporous heteropolyoxometalates Cs\-\%x\%H\-\{5-\%x\%\}PW\-\{10\}V\-2O\-\{40\}/SiO\-2 were synthesized by a sol\|gel technique and characterized by IR, UV\|Vis, BET adsorption/desorption isotherm. The structural frameworks of Cs\-\%x\%H\-\{5-\%x\%\}PW\-\{10\}V\-2O\-\{40\} are preserved within the silica networks. Cs\-\%x\%H\-\{5-\%x\%\}PW\-\{10\}V\-2O\-\{40\}/SiO\-2 are a kind of polyoxometalate\|silica gel hybrids with uniform micropores of ca. 0.65 nm. They show a high catalytic activity for oxidation reaction of benzyl alcohol by H\-2O\-2(30%) in liquid\|solid systems and product selectivity for benzaldehyde(>96%). The highest activity is observed at \%x\%=2.5 in Cs\-\%x\%H\-\{5-\%x\%\}PW\-\{10\}V\-2O\-\{40\}/SiO\-2 and little formation of benzoic acid and a more deeply oxidized product is observed.

微波辐射Fenton试剂氧化催化降解水中三氯乙烯

对微波辐射与Fenton试剂氧化催化法相结合降解水中三氯乙烯进行了研究。采用单因子法考察了反应时间、Fenton试剂用量和配比、反应物初始浓度、pH值、微波功率和压强等条件对脱氯率的影响。结果表明 ,三氯乙烯脱氯率随微波功率、压强、反应时间的增加而增加 ,随反应物初始浓度的增加而降低 ,Fenton试剂用量、比例和反应物初始 pH有一个最佳值。采用正交试验法对影响脱氯降解作用明显的催化剂量、Fenton试剂配比、反应时间、微波功率进行了优化分析。结果表明 ,在Fenton试剂摩尔比为 6 0 ,Fenton试剂用量 10 %、反应时间 12min、微波功率 75 0W的最佳条件下 ,三氯乙烯脱氯率可以达到 87.0 8%。

铜负载湿式氧化催化剂焙烧条件的研究

Cu-O/FSC是一种优化制备的负载型催化剂,实验中以其催化湿式氧化处理模拟印染废水,考察焙烧条件对催化剂的影响。以水样COD去除率和脱色率评价催化剂的活性、以处理出水Cu溶出浓度评价催化剂的稳定性,通过AA、XRD、SEM等研究了焙烧温度和时间对催化剂性能、物相及形貌等的影响。结果表明:随着焙烧温度的提高和焙烧时间的延长,催化剂活性降低、稳定性提高;催化剂的比表面和孔容随着焙烧温度的提高而减少;适宜的催化剂焙烧温度和时间分别为650℃和5h。

氧化催化转化器对降低柴油机微粒排放的影响

试验研究了3种替代贵金属催化剂的氧化催化转化器对柴油机微粒排放的影响。同时研究了催化转化器的净化效率、低温起燃性以及高温时抑制生成硫酸盐颗粒的能力。试验证明:V-Mn-Cs/-γAl2O3/堇青石蜂窝陶瓷(CC)催化转化器具有良好的净化效率,可以替代贵金属催化器;V-Mn-Cs/-γAl2O3/CC催化转化器具有很好的低温起燃性和高温抑制生成硫酸盐颗粒的能力;对该催化转化器进行了30 h的效率考察试验,其净化效率保持在较高水平。

稀土金属铈对湿式氧化催化剂性能的影响

采用浸渍沉淀法制备具有相同Cu负载量的CuO/γ Al2 O3,CuO CeO2 /γ Al2 O3和CuO ZnO CeO2 /γ Al2 O3催化剂 ,用H酸配水的催化湿式氧化评价催化剂的性能 .结果表明 ,稀土元素Ce作为活性成分 ,不仅可以显著加快初期的反应速率 ,而且也增加了第二阶段的反应速率 ;还能提高反应中间产物小分子羧酸的降解速度和反应终了的pH值 ,从而减少金属铜的溶出 ;掺杂Ce使催化剂的晶体大小和孔隙分布更为均匀 ,孔径增大 。

SnO_2-TiO_2负载CuO催化剂的CO氧化催化性能

对２种ｎ－型半导体（ＳｎＯ２和ＴｉＯ２）的复合氧化物负载的氧化铜催化剂的ＣＯ氧化催化性能进行了研究．采用程序升温反应方法，得到ＣＯ转化率随反应温度的变化曲线，ＣＯ最低全转化温度越低，活性越好．考察了载体的不同制备方法如成胶方法、干燥方法、焙烧温度以及不同ＳｎＯ２∶ＴｉＯ２摩尔比对ＣＯ氧化性能的影响；此外，还考察了最佳活性组分的含量．结果表明：采用反滴方式成胶且在６００℃下进行焙烧得到的复合载体的性能较好，而载体的不同干燥方法对催化剂的活性影响不大；复合载体中ＳｎＯ２∶ＴｉＯ２摩尔比为４０％时负载的ＣｕＯ催化剂的活性最好．此外。