Fe柱撑海泡石负载Cu催化剂:结构特点及其C_3H_6选择性催化还原NO催化性质

通过羟基铁离子柱撑将海泡石(Sep)改性成Fe柱撑海泡石(Fe-PILSEP),使用浸渍法(IM)将Cu负载在Fe-PILSEP上,制得不同铜含量的xCu/Fe-PILSEP催化剂。通过X射线衍射(XRD)、N2-吸附/脱附、H2-程序升温还原(TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等对样品进行表征,并测定其对丙烯选择性催化还原NO的催化活性。N2-吸附/脱附和TGA结果表明,Fe-PILSEP的比表面积和孔体积较海泡石原矿Sep极大地增加,热稳定性也明显优于Sep。XRD和XPS结果表明,在xCu/Fe-PILSEP催化剂上同时存在Fe3+/Fe2+和Cu2+/Cu+不同氧化态的氧化物,而且Fe与海泡石之间存在相互作用,Fe和Cu之间存在电子迁移。H2-TPR结果表明,xCu/Fe-PILSEP催化剂上存在不同聚集状态的氧化铜物种。xCu/Fe-PILSEP催化剂的丙烯选择性催化还原NO的催化活性明显优于Fe-PILSEP催化剂,这可能与Fe和Cu的氧化还原性有关。xCu/Fe-PILSEP的催化活性与Cu负载量相关,其中10Cu/Fe-PILSEP催化剂显示出最高的活性,这与其高的比表面积、孔体积和氧化还原性能,及其具有更多有利于HC-SCR反应的孤立Cu2+((Cu2+)i)物种有关。

CuCoCe-LDH催化剂的C_(3)H_(6)-SCR脱硝特性

采用水热法一步合成一系列的Cu_((x))Co_((y))Ce_((z))-LDH前驱体,煅烧后形成Cu_((x))Co_((y))Ce_((z))O混合金属氧化物催化剂,在固定床微反应器上实验研究了其C3H6选择性催化还原NO的性能(C_(3)H_(6)-SCR)。得益于Cu、Co、Ce之间强大的协同作用,Cu((0.21))Co((0.48))Ce((0.31))O在225℃时达到95%的NO转化率和90%的N_(2)选择性。此外,运用ICP、XRD、TEM、XPS、H_(2)-TPR等表征来研究其物理化学性质和催化还原能力之间的关系。XRD结果表明,Cu、Co、Ce之间形成了固溶体,促进了活性金属的分散。XPS和H_(2)-TPR进一步证明Cu和Co之间发生了氧化还原反应,促进氧空位的形成,从而提升其催化还原性能。

富氧条件下Cu/Al_2O_3催化剂上C_3H_6选择性还原NO的研究

以 Cu/Al2 O3 为催化剂 ,对富氧条件下 C3H6 为还原剂选择性催化还原 NO反应进行了研究 .活性评价结果表明 ,与高活性的 Ag/Al2 O3 催化剂相比 ,Cu/Al2 O3 催化剂选择性还原 NO的活性较低 ,N O的最高转化率仅为 4 0 % .在所考察的温度范围 ( 473～ 72 3K)内 ,红外谱图中不存在有机含氮化合物 ( R— ONO和R— NO2 )的特征振动吸收峰 .作为反应中间体—NCO的前驱体 ,有机含氮化合物在 Cu/Al2 O3 催化剂表面难以生成是造成催化剂选择性还原 NO活性低的直接原因 .在 Cu/Al2 O3 催化剂上 ,N O2 吸附能够优先发生 ,并以 NO3-物种的形式覆盖在大部分催化剂表面 .动态原位红外光谱实验发现 ,这种 NO3-表面物种与C3H6 的反应性较差 ,使生成有机含氮化合物的关键反应难以发生 ,但此时的催化剂表面有利于 C3H6 和 O2的完全氧化反应 ,这是导致 Cu/Al2 O3 催化剂选择性较低的根本原因 .

富氧条件下在Ag/Al_2O_3催化剂上C_3H_6选择性还原NO

比较富氧条件下，Ｃ３Ｈ６ 在溶胶－凝胶和浸渍２种方法制备的Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂上还原ＮＯ的活性和热稳定性． 结果表明，从活性角度考虑，采用溶胶－凝胶法制备Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂时，最佳Ａｇ 负载量（ｗｔ）为４％ ～６％ ，其最大活性与浸渍法制备的２％ Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂相同，而溶胶－凝胶法制备的催化剂有更宽的活性温度范围． 随着焙烧温度提高，溶胶－凝胶法制备的Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂的比表面和活性下降比浸渍法慢．此外，还考察了气氛中含有ＣＯ对Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３ 催化剂活性的影响，结果表明活性降低，其原因可能是活性高的氧化态Ａｇ 被ＣＯ部分还原为活性低的还原态Ａｇ．

C_3H_6选择性催化还原NO催化剂Ag/γ-Al_2O_3的研究

采用低负载量的 ( 0～ 3% ) Ag/γ- Al2 O3 体系作为 C3 H6选择性催化还原 ( C3 H6- SCR)NO的催化剂 ,考察了银负载量、反应温度、空速对 NO转化率的影响 .同时对于原料气中氧的作用进行了研究 .结果表明 :银负载量为 1 .5 %时 ,催化剂表现出最高的反应活性 ;在考察的条件范围内 ,原料气中含氧对 NO的还原有促进作用 ,适宜的氧浓度为 0 .2 7% ;反应温度的过高会导致还原气中 C3 H6大幅度转化为

Ag/Al_2O_3催化剂上C_3H_6选择性还原脱除烟气中NO

在Autosorb-1-C物理化学吸附仪上测定了Ag／Al2O3催化剂的比表面积、孔容等物理特性，并采用该催化剂和C3H6还原剂对NO脱除过程进行了试验研究。结果表明，在适宜的反应温度和空速范围内，所制备的催化剂具有良好的脱氮活性；除温度和空速外，催化剂中Ag的负载量、C3H6与NO的摩尔比、烟气中氧含量和NO初始浓度等因素对催化剂反应性能有较大影响。试验确定的最佳反应温度为450℃～500℃，最佳Ag负载量为2％左右。

Zr(HPO_4)(C_6H_5PO_3)/Cr_2O_3选择性催化合成苯酚的研究

报道了以Zr(HPO4 ) (C6 H5PO3) /Cr2 O3为苯选择性氧化为苯酚的催化剂 ,对苯氧化制备苯酚的反应条件进行了研究。实验表明 :最佳条件为n(C6 H6 )∶n(H2 O2 ) =1∶0 .75 ,催化剂用量为反应反应物料总质量的 1 .0 % ,反应时间为 1 2h ,反应温度为 55℃。在上述条件下 ,苯的转化率可达到 45 .1 % ,苯酚的收率可达到 42 .8% ,催化剂Zr(HPO4 ) (C6 H5PO3) /Cr2 O3的氧化苯制备苯酚的选择性达到 94.9%。

Ce-HPW-TiO2催化剂利用C3H6选择性催化还原NO反应的机理

为提高C3H6-SCR脱硝催化剂的低温脱硝性能,采用浸渍法合成了几种由铈和Keggin型磷钨酸改性的TiO2催化剂。在模拟烟气的实验条件下,考察了不同催化剂在150~350℃的脱硝活性,通过XRD、FT-IR和SEM对催化剂的理化性质进行了分析,并且通过原位FT-IR探究并对比了不同催化剂在吸附NO和C3H6时产生的吸附物种。结果表明:铈和磷钨酸的共掺杂大大提高了TiO2催化剂在中低温区的脱硝效率;Ce和H3PW12O40(HPW)成功负载于TiO2上,负载的HPW也保留了其Keggin结构,而且负载后的催化剂表面更加光滑,形态更加规则,分散性更好;原位FT-IR结果显示:Ce和HPW的掺杂可以促进催化剂表面硝酸盐物质和丙烯吸附物种的形成;同时发现无论是在预吸附NO还是在预吸附C3H6的情况下,Ce-HPW-TiO2(CM)催化剂表面发生的反应活性最高。由此提出了Ce-HPW-TiO2(CM)催化剂的反应机理,发现其反应中间体主要为无机硝酸盐、甲酸盐、乙酸盐和有机氮化合物。

FeCl_3·6H_2O/C催化水合肼还原制备2,2-二(4-羟基-3-氨基)苯基丙烷

以ω(Fe)=5%的FeCl3·6H2O/C为催化剂,用ω(NH2NH2)=80%的水合肼,在乙醇溶剂中将2,2-二(4-羟基-3-硝基)苯基丙烷还原成为阻燃剂的中间体2,2-二(4-羟基-3-氨基)苯基丙烷.实验条件:用0.3g的催化剂(每10mmol反应物),反应物与水合肼的摩尔比为1∶4.5,控制反应温度为70℃,反应时间为3.5h,目标产物的产率为93.0%,纯度为98.5%,考察9种金属离子对催化活性的影响.结果表明:Pb2+会引起催化剂中毒;Mg2+、Cu2+和Zn2+钝化了催化剂的催化活性;Ba2+和Cr3+对反应几乎不影响;只有Al3+、Ni2+、Ti4+3种离子能活化催化剂,从而使反应速度加快,但这3种金属离子单独作为催化剂时都没有催化活性.

富氧条件下Rh/Co_3O_4催化剂对C_3H_6还原NO性能的影响

采用液相沉淀法制备Co3O4氧化物,并以其为载体制备负载型Rh催化剂。考察不同焙烧温度制备的载体和催化剂的结构、织构、氧化还原性能及其对C3H6催化还原NO性能的影响。结果发现,经600℃焙烧的载体制备的Rh/Co3O4催化剂中Rh与Co3O4的相互作用较强,促进对N—O键的削弱作用,提高对C3H6还原NO的还原能力。在相同实验条件下,当体系中C3H6为500×10-6、NO为500×10-6和O2体积分数为5%时,NO转化率50%,催化性能优于Rh/Al2O3催化剂。

添加H_2对选择性非催化还原影响的实验与模拟研究

在一管式石英反应器上采用实验结合模拟的方式详细研究添加H2对选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)过程中NOx、N2O、NH3排放以及N2转化率的影响,实验采用氨水作为还原介质。随着H2添加量的增加,实验与模拟结果均表明:脱硝温度窗口、最佳脱硝温度持续向低温方向移动,最佳脱硝效率有所降低,而脱硝温度窗口宽度则呈现出先增大后减小的趋势;N2O生成峰值逐渐升高,其生成的温度窗口主要向低温侧扩展,同时,NH3泄漏曲线也向低温方向偏移;扣除N2O影响的N2转化率最大值将低于对应的最佳脱硝效率,但达到最大N2转化率时的温度将比相应的最佳脱硝温度要略高。通过CHEMKIN软件对添加H2后的脱硝反应机制进行了分析,认为反应H2+OH=H+H2O的加强是引起脱硝特性改变的起始原因;H的大量存在间接促使了NO2作为中间产物的生成,而NO2对于脱硝效率的提高以及N2O排放的控制都是不利的。

C_3H_6和NO在Cu-Al-MCM-41催化剂上的反应和吸附行为

利用 XRD、NMR、N2 吸附等温线、TPD、原位红外 ( in situ FTIR)和程序升温反应技术等手段考察了 Cu- Al- MCM- 41的结构特征、化学吸附性能和催化 NO选择性还原的反应活性。经 Cu离子交换的 Al- MCM- 41并未改变载体的结构特征 ,仍保持长程有序的中孔结构。C3H6和 NO在Cu- Al- MCM- 41上发生竞争吸附。C3H6在反应中起双重作用 :一方面 ,提供 NO选择性还原的还原物种 ;另一方面 ,由于其在催化剂上的强吸附而阻抑了

Ag/Al_2O_3催化乙醇和甲醚选择性还原NO_x反应机理的原位红外光谱研究

尽管C2H5OH和CH3OCH3是同分异构体,但在以Ag/Al2O3为催化剂选择性催化还原NOx时,还原剂C2H5OH比CH3OCH3具有更高的活性.原位漫反射红外光谱研究表明,C2H5OH和CH3OCH3在还原NOx反应过程中分别遵循不同的反应机理:在Ag/Al2O3催化C2H5OH还原剂选择性还原NOx的反应过程中,烯醇式物种(RCH=CH-O-)和NO3-物种是主要的反应中间体,二者相互反应性能很强,可以生成反应关键中间体异氰酸酯(-NCO)表面吸附物种,因此NOx的去除率很高;而在Ag/Al2O3催化CH3OCH3还原剂选择性还原NOx的反应过程中,甲酸盐(HCOO-)物种和NO3-物种是主要的反应中间体,二者之间反应生成-NCO的活性较弱,因而NOx的去除率较低.

Ni／La2O2CO3催化剂对山梨醇氢解产物的选择性调控

采用共沉淀法制备了具有协同稳定作用的Ni/La_2O_2CO_3催化剂,用于山梨醇选择性氢解为小分子醇的研究。采用X射线衍射、氢气程序升温还原、CO_2程序升温脱附和扫描电镜对催化剂进行了表征。考察了不同配比Ni、La的加氢位点和碱性调控对山梨醇氢解产物的影响。结果表明,Ni、La摩尔比为2:3时,山梨醇转化率达到98.6%,C_2~C_3多元醇的产率达到43.8%,催化剂经2次反应后对山梨醇的转化率仍高达90%。探究了催化剂从酸性到碱性调变过程中,山梨醇氢解的产物分布,并提出了反应路径。

CuO催化丙烯选择性还原NO反应机理的理论研究

用密度泛函方法在B3LYP/LanL2DZ水平上研究了丙烯在CuO上选择性还原NO的反应,几何优化了势能面上各驻点的构型,通过振动分析和内禀反应坐标对过渡态进行了确认,解析了反应路径,并算得活化能为34.26kJ·mol-1。结果表明:丙烯首先与CuO作用,形成中间物种,然后NO直接被中间物种所还原,这是一种NOx选择性催化还原的直接作用机理。

(3aS,6aR)-1,3-二苄基-四氢-4H-呋喃并[3,4-d]咪唑-2,4(1H)-二酮的立体选择性合成

以顺-1,3-二苄基-5-[(1S,2S)-(+)-苏式-1-羟甲基-2-(对硝基苯基)-2-羟乙基]-四氢-4H-吡咯并[3,4-d]咪唑-2,4,6-三酮为原料,经单乙酰化、NaBH4还原和酸水解得到标题化合物,与直接还原或是先经双乙酰化再还原的工艺相比,单乙酰化后再还原的选择性高达97.25%。并对单乙酰化物和双乙酰化物结构做了X单晶衍射测定,单乙酰化物的原子空间排布更利于选择性还原。

Cu-SAPO-44选择性催化丙烯还原NO性能研究

以环己胺(CHA)和铜胺络合物(Cu-TEPA)为共模板剂,一步水热合成Cu-SAPO-44分子筛催化剂,用于贫燃条件下选择性催化丙烯还原NO(C_(3)H_(6)-SCR)。采用N_(2)吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-vis)、NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)-TPD)和H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)等方法对催化剂进行表征。与纯SAPO-44相比,Cu-TEPA的引入显著增强了分子筛的C_(3)H_(6)-SCR催化活性。当Cu/Al=0.25时,Cu-SAPO-44催化剂有着最大的比表面积、丰富的酸性位和较多的孤立Cu^(2+)物种,具有最佳的脱硝性能。随着Cu-TEPA引入量的增加,铜物种会在分子筛表面聚集,生成相对较多无活性的CuO,从而降低了脱硝活性。原位红外光谱(In situ DRIFTS)研究表明,孤立的Cu^(2+)有助于NO和C_(3)H_(6)的吸附和活化,促进反应关键中间产物−NCO形成。50 h的持久性反应测试表明,Cu-SAPO-44催化剂始终保持>60%的NO_(x)转化率和>90%的N_(2)选择性,表现出良好的反应稳定性。

H_2促进C_3H_6在Ag/Al_2O_3催化剂上SCR-NO的研究

少量H_2可以增强丙烯在Ag/Al_2O_3催化剂上选择性还原NO的活性,降低NO的起燃温度(<100℃),在2个温度区间内NO转化率比较高:第1个是低温区间80~180℃,第2个是250~500℃,在这两个温度区间内NO的转化率没有太大变化,在中间温度区间内比较低,低温区间NO转化率较高是由于H_2的还原作用,当温度高于180℃时C_3H_6起主要作用。N_2和NO_2是主要的竞争产物低温时有NO_2形成,当温度在140℃左右和高于380℃的时候对N_2的选择性非常高,在200℃和260℃时NO_2的浓度77×10^(-6)~83×10^(-6)占主要产物,165~500℃时仅仅检测到N_2O_2×10^(-6),对H_2-C_3H_6-SCR的反应体系,500℃时比较高的空速条件下会生成48×10^(-6)NH_3并增加了CO/CO_2比值。氧气和催化剂表面NO_2等中间体与还原剂之间存在着竞争反应,但是仍能被还原成N_2,这些中间产物在低温时容易被H_2还原而在高于180℃时易被C_3H_6还原。通过XPS分析可以发现,部分活性组分Ag在载体Al_2O_3上即使在低温条件下也非常不稳定,由于不同价态银物种相互作用使催化剂在不同温度区间内活性不同选择性也有很大差别,在C_3H_6-SCR反应之后Ag^+和Ag_n^(δ+)物种随之出现,当在反应气中通入H_2以后金属纳米Ag单质也会生成。XRD结果也同样表明,在H_2-C_3H_6-SCR反应后有大于5 nm的Ag纳米粒子形成。

固体催化剂FeCl_3·6H_2O/C催化合成油酸丁酯

研究了以活性炭固载氯化铁为催化剂 ,油酸和正丁醇为原料合成油酸丁酯 ,通过正交试验及单因素检验 ,考察了反应条件对酯化率的影响 .结果表明 :当油酸的用量为 0 1mol时 ,醇酸摩尔比为 1 6、催化剂用量为 4g、带水剂甲苯为 1 5cm3、反应温度为 393- 41 8K、反应时间为1 0h ,醇化率可达 96%以上 .

低温等离子体诱导低碳烃选择性催化还原NO_x研究进展

综述了近年来低温等离子体诱导低碳烃选择性催化还原NOx的研究进展,详细介绍了难活化的甲烷及较易活化的非甲烷低碳烃气体如乙烯、丙烯及丙烷等的研究现状,探讨了低温等离子体诱导低碳烃选择性催化还原NOx的反应机理,并展望了低温等离子体诱导低碳烃选择性催化还原NOx今后研究方向。