钛钒基储氢电极合金研究

研究了钛钒基储氢电极合金（Ti0.8Zr0.2）（V0.533Mn0.107Cr0.16Ni0.2）（x=5,6,7）的相结构和电化学性能。XRD分析表明合金主要由六方结构的C14型Laves相和体心立方（BCC）结构的钒基固溶体相所组成。C14型Laves相及钒基固溶体相的晶胞参数和晶胞体积均随着化学计量比x增加而减小。电化学测试表明当化学计量比由x=5增大到x=7时合金放电容量由394.6mAh/g下降到327.8mAh/g,活化次数略有增加,但循环稳定性和高倍率放电能力明显改善。

钛钒基 TiVCrFeZr 合金的熔炼工艺初探

分析探讨了钛钒基 Ｔｉ Ｖ Ｃｒ Ｆｅ Ｚｒ 合金的熔炼特点和热处理工艺， 利用 Ｘ Ｒ Ｄ、 Ｓ Ｅ Ｍ 和电子“微探针”技术对合金微观结构进行了分析。结果表明： 真空电弧熔炼难以解决合金宏观成分偏析； 电弧熔炼后再进行真空感应熔炼可以解决合金成分的宏观偏析。当 Ｔｉ Ｖ Ｃｒ Ｆｅ Ｚｒ合金中锆含量很低时， 可以通过高温长时间保温和快速真空淬火工艺获得均质单相的固溶体合金。合金的固溶温度和降温速度对共析产物的生成有决定性影响。合金杂质元素（ 尤其是氧） 对合金微观结构有显著影响。合金主相为钛钒基固溶体， 具有体心立方结构。

钒钛基催化剂气固相催化氧化2-甲基萘制备2-萘甲醛的研究

为解决气固相催化2-甲基萘氧化制备2-萘甲醛反应的复杂性,用等体积浸渍法制备了钒钛基催化剂,促进2-甲基萘合成2-萘甲醛。考察了载体粒径大小、焙烧升温速率以及使用不同的扩孔剂对催化效果的影响。利用FT-IR、SEM、H_(2)-TPR和XRD对其进行表征。结果表明,选用T1样品(晶粒尺寸为14.7 nm的锐钛矿TiO_(2))为载体,控制焙烧升温速率为5℃/min时,2-萘甲醛的收率较高。此外,选用尿素或PEG 400为扩孔剂能够提高催化剂的低温性能,但对2-萘甲醛的收率没有明显改善。

废钒钛基SCR催化剂的处置方法研究进展

当前中国燃煤发电量仍占总发电量很大比重,燃煤电厂会产生大量的氮氧化物,其会对人体和环境造成危害。因此,处理好燃煤电厂产生的氮氧化物十分重要。选择性催化还原(SCR)技术是控制氮氧化物排放的重要手段。而作为该技术的核心,大量的钒钛基SCR催化剂被应用到燃煤电厂氮氧化物的处理工艺中,对废弃的SCR催化剂进行妥善处理也成为了急需解决的问题。本文对相应背景下的文献进行了系统整理,介绍了催化剂再生处理工艺以及有价金属回收技术的最新研究,分析了与再生处理工艺以及有价金属回收技术优化相关的挑战,提出了有关如何开发高效催化剂再生处理工艺以及有价金属回收技术的建议,以推动该方向的进一步研究。

CrCl_3掺杂对钒钛基SCR催化剂脱硝活性的影响

采用等体积浸渍法制备了不同浓度的CrCl_3钒钛基商业催化剂,利用XRD、BET、XPS、H_2-TPR、NH_3-TPD等多种表征手段对催化剂进行了表征,结果表明,Cr在TiO_2载体表面处于高度分散状态,呈无定形相形式;反应温度200~500℃内,含铬催化剂的最高脱硝效率提高7%,在低温时随Cr/V摩尔比的增大而提高,在高温时有较宽的稳定反应窗口;BET结果表明Cr的添加明显提高了催化剂的比表面积、总孔容和孔结构参数;负载铬盐后脱硝催化剂表面弱酸性位的活性中心数目和密度随着含铬量的增大而增大;商业催化剂中钒元素主要以V^(4+)价态存在,随着Cr/V摩尔比的增大,催化剂中V^(4+)所占比例下降而V^(5+)所占比例升高;负载铬化物后铬元素主要以Cr^(3+)价态存在。

改性钒钛基SCR催化剂的研究进展（英文）

钒钛基选择性催化还原催化剂是目前燃煤电厂应用最为广泛的脱硝催化剂.由于传统钒钛基催化剂存在低温脱硝效率低、热稳定性差、单质汞氧化效率低、二氧化硫氧化、氨逃逸、碱金属中毒等问题,人们开始尝试通过对传统SCR催化剂进行改性,以期改善其综合性能.本文从(1)拓宽催化剂的反应温度窗口,尤其是向低温区扩展,(2)提高催化剂的热稳定性,(3)协同氧化单质汞,(4)控制氨逃逸,(5)降低SO_2至SO_3的转化率和(6)提高催化剂抗碱金属中毒性能等方面综述了改性钒钛基SCR催化剂的研究进展,总结了其催化性能和相关影响机理.研究表明,某些金属及非金属的改性可以增加钒钛基SCR催化剂的表面酸度、活性位点及氧化还原性能,非金属的掺杂还可以抑制TiO_2载体由锐钛矿向金红石型转化、增加表面氧空位,从而改善了钒钛基催化剂的低温脱硝性能;硅、钨、钡和稀土金属等的添加也可抑制TiO_2的金红石化过程,锆、钾则改变了钒氧化物的存在形态,抑制其高温聚合,提高了钒钛基催化剂的热稳定性;贵金属、过渡金属、金属氯化物及非金属的改性改变了钒钛基催化剂的汞氧化机制,均可有效促进低氯甚至无氯条件下钒钛基催化剂对单质汞的氧化;贵金属钌及助剂钼添加的钒钛基催化剂可在维持较高脱硝效率的同时,实现单质汞及逃逸氨的高效去除,在SCR尾部将逃逸氨选择性氧化生成无害的氮气和水;被铜、氧化钡、氧化硅等物质改性后,更多的钒以低价态存在,使催化剂的氧化还原性能降低,并抑制了二氧化硫的吸附,从而减少了三氧化硫的生成;由于具有高储氧能力和氧化还原特性,还可降低碱金属的吸附量,铈的掺杂可提高钒钛基催化剂的抗碱金属中毒性能.此外,本文还汇总了包括贵金属(如银、钌)、过渡金属(如锰、铁、铜、锆等)、稀土金属(铈、镨)等金属、金属氯化物(如氯化铜、氯化钙)及非金属(氟、硫、硅等)改性钒钛基SCR催化剂的优缺点.基于前人研究及作者观点,改性组分的掺杂有利于进一步提高钒钛基催化剂的综合性能,具有巨大的发展潜力,也是在现有基础上实现多污染物控制的方法之一.

基于钒钛基SCR法废脱硝催化剂的回收利用

随着"十二五"期间国家对氮氧化物排放控制要求的进一步提高,选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术被广泛应用于燃煤电厂的烟气脱硝。本文介绍了我国目前燃煤电厂烟气脱硝催化剂的成分、失效机理及再生情况,分析了SCR法废脱硝催化剂处理的几种方式及存在的问题,提出了基于钒钛基SCR法废脱硝催化剂的资源化利用途径,实现工业固废的无害化、资源化综合利用,从而促进催化剂行业的健康可持续发展。

钒钛基脱硝催化剂的热稳定性研究

分别制备V-Mo/Ti和V-W/Ti脱硝催化剂,并对两种催化剂进行650℃热处理。采用XRD、N_(2)吸附-脱附、H_(2)-TPR、UV-vis、NH_(3)-TPD和O_(2)-TPD表征分析各催化剂的物理化学性能,并考察催化剂热处理前后脱硝性能的变化。结果显示,650℃热处理没有改变钒钛基催化剂的晶型,但会导致催化剂比表面积和孔容下降。热处理后,催化剂的还原性能、酸性、化学吸附氧含量均有不同程度的下降,造成催化剂脱硝活性降低。相比V-Mo/Ti催化剂,V-W/Ti催化剂受热处理的影响相对较低。因此,V-W/Ti-T催化剂的脱硝性能优于V-Mo/Ti-T催化剂,即V-W/Ti催化剂的热稳定性强于V-Mo/Ti催化剂。

废弃钒钛基催化剂处置方法研究进展

NH_3选择性催化还原法是燃煤电厂脱硝使用最普遍的工艺,有很高的脱硝效率。催化剂性能是影响整个脱硝效率的最主要因素。随着运行时间的增长催化剂往往因为表面孔道的堵塞以及有毒元素的富集等原因,从而使得催化剂不能发挥作用。通常都会产生相当多的废弃催化剂,催化剂再生可以有效地降低失活催化剂脱硝装置的运行的成本,与此同时能够避免不必要的污染问题。所以开展对催化剂再生方面的研究对于SCR技术的应用和保护环境都有十分重要的现实意义。主要针对钒钛基催化剂的再生工艺进行综述,并介绍了主流的再生处理技术。

水热超声合成铈掺钒钨钛低温脱硝性能研究

文章采用水热法成功合成钛基钒系催化剂(V4W5Ti),通过超声浸渍合成铈掺杂钛基钒系催化剂(Ce10V4W5Ti),用稀硫酸进行预处理合成Ce10V4W5Ti-pre-H2SO4,对其脱硝能力及抗水抗硫性能进行探究。考查了不同催化剂在200℃下的脱硝性能;水分、SO2及氨氮比对脱销效率的影响。XRD结果证明水热法合成后的催化剂的主要晶型为锐钛矿。脱硝及抗水抗硫实验结果表明:Ce10V4W5Ti-pre-H2SO4的NOx转化效率最高,200℃反应温度下可达85.7%;Ce10V4W5Ti抗水抗硫性能最佳,同时加入10%H2O和1000×10-6SO2后,NOx转化效率下降9.8%;当氨氮比<1时,氨氮比越高,NOx转化效率越高。该研究利用水热法和超声辅助负载相结合,进一步增强了催化剂在低温下脱销及抗水抗硫性能,可为其在环境污染控制领域的优化应用提供思路及参考。

VO_(3)/锐钛矿TiO_(2)(101)面NH_(3)选择催化还原NO反应机理DFT研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了VO_(3)/锐钛矿TiO_(2)(101)面的NH_(3)选择催化还原NO(NH_(3)-SCR)的反应机理,探讨了关键中间体NH_(2)NO的形成及分解路径,提出了完整的SCR反应催化循环过程,通过与纯TiO_(2)(101)表面上NH_(3)分子吸附和解离过程进行对比,发现VO_(3)单体结构负载在锐钛矿型TiO_(2)(101)表面上会降低NH_(3)分子的活化能垒,进而提高反应活性,提出了VO_(3)/TiO_(2)(101)催化剂的完整SCR催化循环过程以及VO_(3)对其SCR催化活性的影响。

Ti-V基固溶体/AB_5型镧镁基合金复合储氢材料的结构与电化学性能

两步电弧熔炼法制备Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30+5wt%La0.85Mg0.25Ni4.5Co0.35Al0.15复合储氢合金,X射线衍射(XRD)和扫描电镜能谱(SEM-EDS)显示:复合储氢合金的主相是体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14Laves相,复合过程中生成了第二相.电化学研究表明:复合过程中存在明显的协同效应;在303 K时,复合合金电极的实际最大放电容量为361.8 mAh/g;在233 K时,复合合金电极的低温放电能力(LTD)是母体合金电极的4.05倍.与母体合金电极相比,复合合金电极的高倍率放电性能(HRD)提高了26.87%,电荷转移电阻(Rct)减小了37.25 m,同时交换电流密度(I0)增大了115.45 mA/g,合金体内氢的扩散系数(D)增大了6.13×10 10cm2/s.

气-固催化氧化制备2-萘甲醛的工艺条件及反应动力学研究

为了提高气-固相催化氧化2-甲基萘反应中目标产物2-萘甲醛的收率,确定了反应的最佳工艺条件并研究了其反应动力学。结果表明,对于优选的掺杂1%镓的钒钛基(1GVT)催化剂,在反应温度为380℃、空速为13000 h^(-1)、进料流量为4.75×10^(-4)mol/h的最佳工艺条件下,2-萘甲醛收率为35.08%,且催化剂活性在连续反应180 h后仍然保持稳定。

新能源汽车电池用钒钛镍基储氢合金的制备及性能研究

采用自蔓延法制备V-25Ti-10Ni和V-25Ti-10Ni-0.5Ce新能源汽车电池用钒钛镍基合金试样,并进行了显微组织、吸氢性能和耐腐蚀性能的测试、对比和分析。结果表明,与V-25Ti-10Ni合金相比, V-25Ti-10Ni-0.5Ce合金的晶粒更细化,在吸氢时间50 min时的吸氢量增大13.38%,经240 h腐蚀后V-25Ti-10Ni-0.5Ce合金的质量损失率减小37.61%,V-25Ti-10Ni-0.5Ce合金的吸氢性能和耐腐蚀性能均得到提高。

Ti_(0.10)Zr_(0.15)V_(0.35)Cr_(0.10)Ni_(0.30)+5wt% LaNi_5复合储氢合金的电化学性能与协同效应

为了改善钛钒基固溶体合金的电化学性能,利用两步电弧熔炼法制备复合储氢合金Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30+5wt%LaNi5,X-射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜-能谱(FESEM-EDS)显示:复合储氢合金的主相是体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14 Laves相,复合过程中生成了第二相。电化学测试结果表明:复合合金电极的P-C-T特征、活化性能、最大放电容量、循环稳定性、低温放电性能和动力学特性均较母体合金有显著改善。复合合金电极的活化周期数为5,最大放电容量为353.9 mAh.g-1,233 K时低温放电能力为50.26%。该复合合金电极的最大储氢容量、平台压、电荷转移电阻和交换电流密度均存在协同效应;在任意循环、在高/低温下以及在高倍率放电过程中,该复合合金电极的放电容量均存在协同效应。

水热处理对V-W/Ti脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了V-W/Ti脱硝催化剂,随后对催化剂进行了不同温度(550℃和750℃)下的水热处理。分析了V-W/Ti催化剂在水热处理前后的晶型、孔结构、价态、酸性等性质的变化,并考察了催化剂的脱硝活性的差异。结果表明:水热处理不会改变催化剂的晶型,但会导致TiO_(2)晶粒的团聚。适宜的水热处理温度(550℃),对催化剂孔结构、酸性的影响较小,同时可以促进催化剂上聚合钒、化学吸附氧含量的增加,有利于催化剂脱硝活性的提升。相比之下,过高的水热处理温度(750℃),会导致催化剂比表面积、孔容、酸量的显著下降。因此,V-W/Ti-750催化剂的脱硝活性较低,且N2O生成量较高。

TiV1．1Mn0．9Ni0．5＋20％ZrCr2储氢复合材料的循环稳定性

用两步电弧熔炼法制备储氢复合合金材料TiV1.1Mn0.9Ni0.5+20%ZrCr2,用XRD、能谱(EDS)、电感耦合等离子体-光学发射光谱(ICP-OES)和SEM分析研究储氢复合合金材料电极的微观结构、循环稳定性和协同效应。复合合金具有与母体合金相同的双相结构;复合合金电极的最大放电容量存在协同效应,在任何一次循环时,实际放电容量均有明显的协同效应;母体合金电极第15次循环的容量保持率仅为5.84%,复合合金电极第15次和第80次循环的容量保持率分别为96.22%和68.72%,原因可能是ZrCr2合金的添加能提高合金电极在KOH溶液中抗腐蚀、抗氧化和抗粉化的能力。

Ti_(0.10)Zr_(0.15)V_(0.35)Cr_(0.10)Ni_(0.30)-10% LaNi_3复合物的电化学储氢特性及协同效应(英文)

为了改善钛钒基固溶体合金的电催化活性和动力学性能,采用两步电弧熔炼法制备储氢复合合金Ti0.10Zr0.15V0.35Cr0.10Ni0.30–10%LaNi3,利用X-射线衍射、场发射扫描电镜-能谱、电化学阻抗谱和恒流充放电测试技术系统研究该储氢复合合金电极的电化学性能与协同效应。结果表明:该复合合金的主相是BCC结构的钒基固溶体相和六方结构的C14Laves相,在复合过程中生成了第二相;复合合金电极的综合电化学性能较母体合金有显著改善;复合合金电极的活化周期为5周,最大放电容量为362.5mA·h/g,在233K时放电能力为65.84%;在活化、复合、任意循环及高、低温和高倍率放电过程中,该储氢复合合金电极的放电容量均存在协同效应;该复合合金电极的电荷转移电阻和交换电流密度均存在协同效应。

Electrochemical properties of TiV-based hydrogen storage alloys

The electrochemical properties of the super-stoichiometric TiV-based hydrogen storage electrode alloys(Ti 0.8Zr 0.2)(V 0.533Mn 0.107Cr 0.16Ni 0.2) x(x=2, 3, 4, 5, 6) were studied. It is found by XRD analysis that all the alloys mainly consist of a C14 Laves phase with hexagonal structure and a V-based solid solution phase with BCC structure. The lattice parameters and the unit cell volumes of the two phases decrease with increasing x. The cycle life, the linear polarization, the anode polarization and the electrochemical impedance spectra of the alloy electrodes were investigated systematically. The overall electrochemical properties of the alloy electrode are found improved greatly as the result of super-stoichiometry and get to the best when x=5.