酸性金属氧化物对锰铈氧化物催化剂脱硝温度窗口的调控作用(英文)

利用溶胶-凝胶法,采用三种酸性金属氧化物(氧化铌、氧化钨和氧化钼)对锰铈复合氧化物催化剂进行了改性.测试了催化剂的氮氧化物选择性催化还原(SCR)活性,以筛选对应不同温度窗口的合适酸性氧化物改性剂.同时评价了催化剂的NO氧化和NH3氧化活性.利用X射线衍射、BET比表面积测试、H2程序升温还原、NH3/NOx程序升温脱附和NH3/NOx吸附红外光谱等手段对催化剂进行了表征.MnOx-CeO2催化剂表现出良好的低温(100-150°C)活性.酸性金属氧化物的添加削弱了催化剂的氧化还原特性,从而抑制了NH3的活化和NO2辅助的快速SCR反应.与此同时,相对高温(250-350°C)区NH3的氧化也受到了抑制,B酸和L酸上的NH3吸附得以增强.因此,催化剂的SCR脱硝温度窗口向高温移动,改性效果Nb2O5<WO3<MoO3.

铈锰复合氧化物高效催化分解臭氧

将Ce掺入MnO_(2)八面体分子筛(OMS-2)中得到铈锰氧化物催化剂。通过XRD,SEM,H_(2)-TPR,XPS等方法表征了催化剂的物理化学性质,模拟了该催化剂在高湿度下对高浓度臭氧的去除效果。实验结果表明,在OMS-2中掺Ce可使OMS-2晶型发生改变。Mn/Ce原子比为4的CeMn4的比表面积最大、粒径较小、氧空位浓度最高,因此具有优异的氧化还原性能,在湿度90%、体积空速700000 h^(-1)、反应时间420 min的条件下能实现臭氧分解率稳定在95%以上,且抗水性能强。铈锰复合氧化物有望成为工业上使用的催化分解臭氧的理想材料。

锰铈复合氧化物形貌对其NH_(3)-SCR性能的影响

采用水热一锅法制备了锰铈复合氧化物催化剂,优化了Mn与Ce的摩尔比,在此基础上通过改变碱用量或水热温度得到不同形貌的催化剂,考察了其NH_(3)-SCR性能。催化剂中Mn与Ce的摩尔比以25∶75为最佳。催化剂的形貌显著影响其NH_(3)-SCR性能,纳米棒形貌的催化剂具有最佳的催化性能,优先暴露{110}晶面有利于提高催化性能。纳米棒和纳米多面体形貌的催化剂的抗水性能优于纳米立方体。Mn与Ce的摩尔比为25∶75的纳米棒催化剂具有最大的平均孔径和总孔体积,较多的弱酸和中强酸位,丰富的表面化学吸附氧和Mn^(4+)物种,以及强氧化还原性能,这些特点使其具有最佳的NH_(3)-SCR性能。

铜锰铈三元复合氧化物的共沉淀法制备及其甲苯催化氧化性能研究

选用共沉淀法制备了不同Cu/Mn/Ce摩尔比的铜锰铈氧化物催化剂,采用催化氧化法降解甲苯,对其理化进行了XRF、BET、XRD、H2-TPR表征。材料制备时在Cu/(Mn+Ce)摩尔比恒定的前提下用Mn元素取代Ce元素,考察其材料表征结果与催化降解甲苯性能之间的关系,研究发现加入的Mn元素将与Cu元素结合形成新的表面活性中心,并在CeO2的作用下高度分散,有利于催化剂上氧的移动性,从而提高催化剂催化氧化甲苯活性。结果显示,当Cu/Mn/Ce摩尔比为1∶1∶3时所合成催化剂催化氧化甲苯的性能最佳,T90为193℃。

锰铈复合氧化物用于NO催化氧化的研究

利用溶胶-凝胶法制备Mn-Ce-O_x催化剂,考察了锰铈摩尔比和焙烧温度对催化剂催化氧化NO活性的影响,并对空速和稳定性进行了探究。结果表明,锰铈摩尔比为1,焙烧温度为300℃和400℃时,催化剂的NO氧化活性最佳。不同焙烧温度的催化剂中,400℃焙烧,催化剂呈片状结构,比表面积最大,可达113.8 m^2/g;其具有良好的稳定性,在NO体积分数为600μL/L,O_2的体积分数为4%,N2作平衡气,空速为480 000 m L/(g·h),反应温度为260℃时,NO催化氧化活性最高可达89%;进一步增大空速至960 000 m L/(g·h),相同反应条件下,NO催化活性最高可达69%。

沉淀方法及铈掺杂对铜锰氧化物催化剂催化氧化CO性能的影响

研究了铈掺杂及沉淀方法对铜锰氧化物催化剂的结构特性及室温催化氰化CO性能的影响．使用x射线衍射、N2吸附脱附、等离子体发射光谱、程序升温还原、紫外可见漫反射以及x射线光电子能谱等手段对各催化剂进行了表征．发现掺杂少曩的铈于铜锰氧化物催化剂中，CeO2相高度分散并能阻止件化剂的烧结和团聚，所制得的催化剂的颗粒较小，氧化还原性能提高，比表面增大，并形成了较多的活性位点，使其对CO的催化氰化性能明显提高．

负载型锰铈复合氧化物SCR脱硝催化剂制备研究

采用复壁炭纳米管(CNTs)为载体,通过室温氧化还原法制备了锰铈复合氧化物低温NH 3-SCR脱硝催化剂Mn-CeO x/CNTs。通过调节浸渍液的组成,考察了活性分锰铈配比对催化剂低温脱硝性能的影响。研究发现锰铈协同作用能够有效提高催化剂的低温脱硝性能,当Mn/(Ce+Mn)的摩尔比为0.6时,催化剂的低温活性最好,反应温度为160~180℃时脱硝率可达100%。该方法具有制备工艺简单、条件温和、低温脱硝效果好等优点。

十二烷基硫酸钠辅助制备镍锰铈三元氧化物作为超级电容器电极材料

通过采用水热和退火过程在泡沫镍上直接生长了纳米片结构的镍锰铈三元氧化物。当NiO材料掺杂锰、铈两种元素后,材料性能略微提升;当继续加入十二烷基硫酸钠后,镍锰铈三元氧化物(NiMn0.3Ce0.1Ox-0.6)的形貌由无序纳米棒变为直立纳米片,进而大幅提升了材料的电化学性能,其在1 A/g的电流密度下比电容为1523.6 F/g,且拥有优良的倍率性能和循环性能。

锰铈复合氧化物催化超声波降解酸性大红3R

采用共溶胶凝胶法制备锰铈复合氧化物(MnCeOx)催化剂,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征。研究了不同体系的降解脱色情况,探究了pH、初始浓度、催化剂用量、超声功率对降解脱色的影响。结果表明,在超声波条件下pH为1,初始浓度为120 mg/L,MnCeOx催化剂用量为0.012 g、超声功率为80 W时降解脱色效果最佳。降解过程遵循二级动力学方程模式,紫外谱图说明酸性大红3R经催化超声可以得到有效的脱色降解。

钛基柱撑黏土负载锰铈催化剂低温选择性催化还原脱除NO_x研究

为探究钛基柱撑黏土(titania pillared interlayered clays,Ti-PILC)催化剂低温选择性催化还原NOx的活性,实验通过浸渍法制备了MnOx-CeO2/Ti-PILCs,并测试其低温下脱硝活性,同时将TiOSO4、TiCl4钛源制备的催化剂对比。并运用X射线衍射、透射电镜、N2吸附脱附、氨程序升温脱附等技术对2种催化剂进行表征分析,实验发现以TiOSO4为钛源比以TiCl4为钛源制备的MnOx-CeO2/Ti-PILC具有更好的脱硝活性。以TiOSO4为钛源制备的MnOx-CeO2Ti-PILC在nTi/mclay=15mmol/g时活性最高,在200℃时,其NO脱除效率高达95%以上。

活性Al_2O_3负载Mn-Ce氧化物催化分子氧选择氧化醇类研究

以硝酸锰和硝酸铈为锰源和铈源采用湿法浸渍法制备了不同锰铈比的γ-Al2O3负载Mn-Ce氧化物催化剂.实验结果表明,该催化剂能够有效催化以分子氧为氧化剂的醇类选择氧化反应,产物以醛或酮为主,且该催化剂能够多次循环使用而不降低活性.XRD结果表明,负载在Al2O3上的锰主要是以颗粒状β-MnO2形式存在,少量铈的加入能够促进锰的分散,使负载的β-MnO2颗粒变小,从而呈现较高的催化活性.当锰铈原子比为9∶1时,催化活性最高.焙烧温度影响催化剂的结构和组成,在较低的温度下(300℃以下)硝酸锰仅能部分分解为β-MnO2,而过高的温度(700℃)将使β-MnO2发生分解,从而降低催化活性.另外,本文还研究了氧分压、反应温度等动力学因素对催化反应性能的影响以及催化剂的稳定性.

载体物化性质对锰铈催化剂NH_3-SCR脱硝性能的影响

选取TiO_2、SAPO-34、Al_2O_3三种常用载体,通过浸渍法以Mn-Ce-O为活性组分制备了负载型MnCeO_x脱硝催化剂。采用XRD、BET、H_2-TPR、XPS、Py-FTIR等手段对催化剂的固相结构、比表面积、还原性能、表面元素及酸量进行表征分析。结果表明,MnCeO_x/SAPO-34催化剂具有最大的比表面积(439.87 m^2/g),酸量适中,还原性能最差;MnCeO_x/Al_2O_3催化剂中Mn^(4+)、Ce^(3+)所占比例较高,但酸性最弱;MnCeO_x/TiO_2催化剂还原性能最优,表面Mn、Ce元素浓度最高,并具有大量Lewis酸性位。通过气固相催化反应装置对催化剂性能进行了NH_3-SCR脱硝评价,结果表明,MnCeO_x/TiO_2催化剂具有较好的脱硝性能,反应温度为280℃时,NO转化率达100%(空速为42000 h^(-1));与催化剂物化性质对比分析,催化剂的氧化还原能力和Lewis酸性位对其脱硝性能至关重要。

掺杂Mn对Ce-Zr复合氧化物性能的影响

采用共沉淀方法制备了一系列Ce-Zr-Mn复合氧化物储氧材料,并应用X射线衍射(XRD),BET,氧吸附,以及程序升温还原(TPR)对这些样品进行表征,研究了样品老化前后的结构和织构变化,储氧性能,还原性能以及物相的变化．结果表明,在Ce-Zr固溶体中掺入少量的Mn可以显著提高储氧材料的储氧能力,降低还原温度,而且均形成稳定的立方晶相的CeO_2-ZrO_2固溶体．当Mn含量(摩尔分数)达到0．025时,样品的储氧量达到最高,同时在织构上表现出优越的抗老化性能,经1273K高温老化5h后比表面积可高达57．8m^2/g．

CeO_2-MnO_2纳米氧化物/石墨烯复合电极材料的制备及其超级电容性能

通过水热法制备了CeO2-MnO2纳米氧化物/石墨烯复合电极材料,采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪等对复合电极材料的表面形貌、晶体结构,石墨烯表面官能团等进行了研究;并用恒流充放电、循环伏安法研究了复合电极材料的电化学性能。结果表明:氧化铈的掺入对电极循环次数的提高有着明显的促进作用;在铈锰物质的量比为2∶8时,复合电极材料的比电容和电容损达到最优,在10mV·s-1扫描速度下,1mol·L-1的Na2SO4电解液里测试的比电容最大达到157F·g-1,且充放电1 000次循环后,电容损低至23%。

Ce-Mn双金属氧化物深度催化氧化废气中的氯甲苯

采用Ce-Mn双金属氧化物深度催化氧化废气中的氯甲苯。实验结果表明:当n(Ce):n(Mn)为1:5时,CeO_2与MnO_x之间的协同效应最大,对氯甲苯的去除效果最好;在以纯氧为氧化剂、反应温度为360℃、氯甲苯体积分数为0.5%～1.5%、体积空速为12 000～30 000 h^(-1)的条件下,氯甲苯去除率可达100%。

用于NH_3-SCR的锰铈基催化剂的改性研究

为了拓宽锰铈基催化剂的中高温段活性窗口,采用共沉淀法制备了锰铈基催化剂(MnCe3Ox)及一系列掺杂不同过渡金属M的改性催化剂(MnCe3MOx,其中M可以是W,Fe,Cu),分别对它们进行了SCR活性及选择性测试,发现通过掺杂W可以拓宽锰铈基催化剂的高温段活性窗口,提高其N2的选择性;对优选出的MnCe3WOx催化剂进行了抗硫性测试,发现其在中高温段具有优良的抗硫性,而在低温段抗硫性有待提高;分别利用BET比表面积分析仪和X射线衍射仪(XRD)对催化剂的比表面积和晶型进行表征;使用原位漫反射傅里叶变换技术(insitu DRIFTS)进行反应机理研究,发现W的加入提高了催化剂表面Lewis酸的酸量,同时促进催化剂表面在吸附NO和O2时生成更多的单齿硝酸盐,从而拓宽了催化剂高温段窗口。

超重力法制备Ce-Mn氧化物载体氧化羰基合成碳酸二苯酯

分别采用溶胶-凝胶法、共沉淀法和超重力反应共沉淀法制备铈锰复合氧化物前驱体,再经过高温焙烧得到氧化羰基化合成碳酸二苯酯的催化剂载体。通过XRD,H2-TPR,BET,TEM等手段对不同方法制备所得载体进行表征,结果表明:采用超重力反应共沉淀法所制备的Ce-Mn复合氧化物载体Mn较多进入CeO2中形成Ce-Mn-O共熔体,由于Mn的掺杂而产生的晶格畸变和由此产生的氧缺陷更多,晶体颗粒较小且分布均匀,比表面积大;当负载质量分数为0.5%Pd后用于苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯,在反应总压为5 MPa,CO与O2分压比为93∶7、反应时间6 h、反应温度100℃时,碳酸二苯酯单程收率可达21.79%,选择性在99.1%以上。且运用旋转填充床设备实现物料在超重力条件下共沉淀制备Ce-Mn复合氧化物载体的制备过程简单,操作方便可控,载体质量稳定,非常适合批量生产。

Cu/Mn/Ce三元氧化物催化剂对甲苯催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了不同Cu/Mn/Ce摩尔比的铜锰铈三元复合氧化物催化剂。通过XRD、和H_2-TPR对催化剂的晶相结构和晶格氧的移动性进行了表征和分析,采用常压气-固反应装置考察了不同的铜锰铈摩尔比对催化氧化甲苯性能的影响,并讨论了催化剂晶相组成、氧移动性与催化活性的关系。结果显示,铜锰氧化物复合形成的新相Cu1.4Mn1.6O4是具有更高催化活性的中心,Ce O_2的加入提高了Cu_(1.4)Mn_(1.6)O_4分散度,从而增强了催化剂的氧移动性,提高了催化剂的活性和氧化能力。当Cu/Mn/Ce摩尔比为1:1:4时,催化氧化甲苯的活性最佳,T95%为282.6℃,CO_2选择性为100%。

CeMn氧化物催化剂的制备及其对甲苯的催化降解性能

采用草酸沉淀法合成了铈锰氧化物(CeMn氧化物)催化剂,在固定床反应器中考察了不同Ce-Mn摩尔比、空速对CeMn氧化物催化剂催化降解甲苯效果的影响,通过XRD、SEM、XPS等技术表征了催化剂的理化性质。实验结果表明:当n(Ce)∶n(Mn)=1∶3时得到的Ce1Mn3催化剂降解甲苯的活性最佳,T50=198℃,T90=249℃,且Ce1Mn3催化剂具有较好的活性稳定性;随着空速的增加,Ce1Mn3催化降解甲苯的性能变差。表征结果表明:CeMn氧化物形成的Ce-Mn固溶体使CeMn氧化物表面氧空位浓度增加,加快了氧物种在催化剂内部及表面的流动传输;Ce氧化物与Mn氧化物之间的协同作用使催化剂的还原峰向低温方向偏移,CeMn氧化物展现出更优异的低温活性。

堇青石负载稀土铈基催化剂催化燃烧苯的性能研究

以堇青石蜂窝陶瓷为载体,以过渡金属Mn(NO3)2和稀土金属Ce(NO3)2·6H2O盐为原料,采用柠檬酸浸渍法制备负载型MnCeOx混合氧化物催化剂,考察Mn与Ce的摩尔比、焙烧温度与时间以及柠檬酸用量对催化燃烧苯性能的影响,应用正交实验设计方案优化最佳制备工艺参数,并采用X射线衍射仪(XRD)、H2-TPR和扫描电镜(SEM)对催化剂进行表征与分析。实验结果表明n(Mn)∶n(Ce)=19∶21,焙烧时间为7h,n(Mn+)∶n(柠檬酸)=6∶1的催化剂表现出最佳的催化活性,在300℃及体积空速为20000h-1条件下,催化燃烧浓度为1.5×10-3的苯,催化转化率可达99.1%。