Ce改性Fe-Mn/TiO2低温SCR脱硝催化剂硫中毒机理

以Ce改性Fe-Mn/TiO2低温选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,通过活性测试和一系列表征技术对其低温抗硫性能及中毒机理进行探究。实验结果表明:当烟气中通入SO2体积分数在0.02%以下时,Fe0.1Ce0.07Mn0.4/TiO2催化剂呈现出良好的抗硫性,且停止通入SO2时催化剂的脱硝活性可恢复至初始水平;当通入SO2的体积分数增加至0.04%时,催化剂会发生不可逆失活。表征结果显示:(NH4)2SO4在催化剂表面的沉积和活性组分锰氧化物的硫酸化(生成MnSO4)是催化剂硫中毒的主要原因;中毒后的催化剂比表面积显著降低,氧化还原能力减弱;催化剂Lewis酸的酸性大幅度减弱是催化剂活性降低的重要原因。

Y^(3+)和La^(3+)改性对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y^(3+)和La^(3+)掺杂CeO_2(ZrO_2)/TiO_2(简称CZT)催化剂,研究Y^(3+)和La^(3+)掺入对其脱硝性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附、氢气程序升温还原以及紫外光光致发光光谱等实验方法对CZT催化剂进行表征。结果表明:Y^(3+)和La^(3+)的掺入抑制了TiO_2从无定形向锐钛矿型转变,不仅增大了催化剂的弱酸酸量和比表面积,同时提高了CZT催化剂的缺陷浓度和储释氧性能;弱酸酸量和比表面积的增大有利于CZT催化剂表面反应气体的吸附;缺陷浓度和储释氧性能的提高加快了吸附在CZT催化剂表面的NO被氧化速率,有利于催化反应的进行。因此,适量掺入Y^(3+)和La^(3+)会明显提升CZT催化剂的低温脱硝活性,拓宽其活性温度窗口。空速71 400 h-1条件下,0.2LaCZT催化剂在200℃的脱硝率达到85.1%,300℃达到最高(96.5%)。

贵金属改性TiO_2光催化剂的机理及研究进展

利用贵金属改性TiO2光催化剂是提高TiO2光催化活性的主要方法之一,在离子掺杂改性TiO2研究中受到重点关注。综述了贵金属改性TiO2光催化剂的机理,总结了贵金属改性TiO2光催化剂的主要制备方法,分析了目前贵金属改性TiO2光催化剂研究中存在的问题,指出通过某些贵金属掺杂TiO2光催化剂能克服贵金属表面沉积改性方法的不足,并能有效改善TiO2光催化剂的光催化性能。

铕、铈、钇离子对TiO_2催化剂的改性作用

用浸渍法在微米级TiO2 中添加Eu ,Y ,Ce离子 ,研究了其对微米级TiO2 的改性作用。并以DBS的光降解反应为实验模型 ,比较催化剂的催化活性。与未加修饰的微米级TiO2 相比 ,自制的Y/TiO2 ,Ce/TiO2

稀土改性Ni/TiO_2光催化剂及其重复利用催化活性

用溶胶-凝胶法制备了La或Ce改性的0.3%Ni/TiO2(即La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2),考察了La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2在催化降解甲基橙水溶液过程中的重复利用性能,并用XRD、N2吸附-脱附以及XPS等手段对催化剂进行了表征分析。研究表明,适宜La和Ce掺杂量(La/Ti、Ce/Ti摩尔比)分别为0.15%和0.1%,适宜焙烧温度为400℃。在酸性条件下(pH=3),La-Ni/TiO2和Ce-Ni/TiO2与Ni/TiO2光降解甲基橙的能力相当,但La或Ce掺杂使Ni/TiO2催化剂的重复使用能力提高。催化剂上存在低结合能的低价钛离子(如Ti3+),低价钛离子的含量和结合能大小是衡量催化剂光催化降解活性的重要因素。可能是La或Ce使催化剂在使用过程中低价钛离子得到较好保留,从而使催化剂活性得到较好维持,催化剂重复使用性能提高。

空气电极改性TiO_2光催化剂的研究

将 Ti O2 / C光催化剂负载在具有合成 H2 O2 性能的空气电极上形成双功能新型复合电极 .Ti O2 / C光催化层的微多孔特性使新型载体保持了高效合成 H2 O2 的优势 ,J=1 5 m A/ cm2 时 ,电流效率达到 82 % .新型载体又为 Ti O2 / C光催化剂获得了阳极偏压 ,有利于将光生电子迅速导入载体 ,减少了光生载流子的复合 .在新型光催化体系中 ,光化学氧化作用与光催化氧化作用有机地统一在同一电极 /溶液界面附近 ,造成了该界面的强氧化环境 ,从而使有机分子的氧化降解速度得到显著提高 .

CoO_x改性TiO_2光催化剂的制备、优化及其光催化分解水析氢性能研究

利用热分解法制备了不同掺杂量的CoOx-TiO2系列光催化剂,并优化了制备方法.在用XRD、TEM和XPS等技术对催化剂表征的基础上,探讨了乙醇作为电子给体时CoOx改性对P25-TiO2光催化分解水析氢性能的影响.本文还利用连续瞬态电流-时间响应和循环伏安法等电化学方法,考察了CoOx-TiO2改性系列光催化剂光照条件下电流响应强度、起始光电响应特性差别及光催化析氢电位变化等光电化学性能.光催化性能实验结果表明,适当掺杂CoOx(110～400℃焙烧时最佳掺杂量约为0.4wt%Co,500℃焙烧时最佳掺杂量约为0.6～0.8wt%Co)能够显著地提高TiO2析氢光催化性能,产氢速率提高2个数量级.另外在适当温度下的热处理,能够改善催化剂光催化性能(最佳处理温度为300～400℃).光电化学性能评价结果表明,适当掺杂CoOx和适当温度下焙烧能在催化剂表面形成较多的析氢活性物种--含钴复合物,能有效增强催化剂光电流响应强度,并使得析氢光还原电位向有利于析氢方向位移.高含量掺杂CoOx会在催化剂表面形成某种碳化物物种,大量含钴复合物活性中心的出现会降低光吸收效率,增加TiO2表面光生电子-空穴复合率而使催化剂失去析氢光催化性能.

TiO_2光催化剂的改性与修饰

从TiO2光催化剂表面修饰的类型出发,综述了近年来有关表面光敏化、贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体复合和表面螯合等对TiO2光催化剂的改性和修饰技术,并对其原理进行了解释。

稀土改性固体超强酸催化剂SO_4^(2-)/TiO_2-La_2O_3催化合成环己酮乙二醇缩酮

制备了稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2O3,并利用该催化剂催化合成了环己酮乙二醇缩酮,探讨了SO42-/TiO2-La2O3对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了酮醇物质的摩尔比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:SO42-/TiO2-La2O3是合成环己酮乙二醇缩酮的良好催化剂,在n(酮)∶n(醇)=1∶1.5,催化剂用量为反应物料总质量的0.5%,环己烷为带水剂,反应时间1.5h的优化条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达84.3%。

Zr改性CeO_2/TiO_2催化剂选择性催化还原烟气脱硝性能

采用Zr对CeO_2/TiO_2催化剂进行改性,考察Zr掺杂对CeO_2/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO性能的影响,利用静态N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)对其脱硝机制进行分析。结果表明,Zr掺杂能够拓宽CeO_2/TiO_2催化剂的温度窗口,提高其脱硝活性和抗H_2O/SO_2性能。Zr掺杂能够增大CeO_2/TiO_2催化剂的比表面积和总孔容,抑制载体锐钛矿TiO_2发生晶相转变,显著提高催化剂的表面酸性,增加催化剂表面Ce^(3+)和化学吸附氧的原子浓度,使得催化剂表面NH_3吸附能力加强,氧化还原能力提高,有助于促进SCR反应的进行。

Ce掺杂TiO2-V2O5-WO3催化剂在水泥窑脱硝中的应用

以经Ce掺杂后的TiO2-V2O5-WO3催化剂为材料,在新型干法水泥生产线窑尾布袋除尘器后进行了低温选择性催化还原(SCR)脱硝中试试验。结果表明,掺杂Ce降低了TiO2-V2O5-WO3催化剂的起活温度。当烟气流量为10 000m^3/h(空速约5 000h^-1)、氨水流量为5L/h、烟气温度超过150℃时,脱硝效率可达50%以上。SCR脱硝系统中,5 000h^-1空速设计是可行的。Ce适宜作为TiO2-V2O5-WO3催化剂低温改性助剂。

TiO_2光催化剂的掺杂改性和固定化研究

纳米TiO2作为光催化剂,由于其化学性质稳定、无毒、价廉等优点,使得纳米TiO2光催化氧化技术在环境领域具有广阔的应用前景,而针对其对可见光利用率低,光生电子-空穴对易复合,在使用过程中回收难,光催化效率不高等问题,近年来科研人员致力于TiO2光催化剂的改性和固定化研究。本文介绍了掺杂改性的不同方法及负载技术的研究进展,其中包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂、表面光敏化、复合半导体等,并提出了TiO2光催化剂今后的研究方向及存在的问题。

改性TiO_2光催化剂的研究进展

通过叙述TiO2光催化剂的反应机理,分析由于自身因素(晶型、粒径)而影响光催化性能。针对目前研究较成熟的掺杂和负载这两种改性方法作以综合论述,并提出光催化剂改性的其他途径及前景。

纳米TiO_2光催化剂掺杂改性的研究新进展

对近年来掺杂改性纳米TiO2的研究进行了综述,并且详细论述了金属离子掺杂、非金属离子掺杂、复合半导体、负离子掺杂、有机物敏化等对纳米TiO2光催化性能方面的影响。

TiO_2光催化剂离子掺杂改性研究现状与展望

介绍了TiO2光催化活性影响因素,着重论述对TiO2光催化剂的掺杂改性研究发展,并对TiO2光催化改性技术发展提出建议。

改性膨润土负载TiO_2光催化剂处理含酚废水的研究

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备以改性膨润土为载体的负载型TiO2光催化剂,通过自行设计的光催化反应器考查了焙烧温度、焙烧时间、光催化剂用量、酸化时间、通气量及双氧水浓度等因素对光催化剂降解苯酚废水性能的影响,确定了制备改性膨润土负载TiO2光催化剂的最佳实验条件。实验结果表明:膨润土/TiO2对苯酚废水的光催化降解率可达80%。

CoMo/TiO_2-Al_2O_3催化剂的气相氟化改性

采用连续流动微型催化反应装置和氮气吸附等方法研究了气相预氟化和氟化铵溶液浸渍处理对CoMo/TiO2-Al2O3噻吩加氢脱硫催化活性和物化性能的影响.通过对0.5%～7%(φ)各种氟里昂浓度和473～773K各种温度及不同时间氟化处理的样品进行详细考察,发现在623K下由含氟里昂1%(φ)的湿空气氟化的载体制备的催化剂样品,其噻吩的加氢脱硫的活性有明显改善,相对于非氟化样品、BY-2工业催化剂以及氟化铵溶液浸渍处理的催化剂活性提高20%～30%,且非常稳定.初步表征还表明,氟里昂气相加氟与氟盐溶液浸渍加氟相比较,有不破坏催化剂结构和不降低催化剂比表面积的优点.

用TiO_2-Ag-改性膨润土复合催化剂光催化氧化处理染料废水

制备了一种TiO2-Ag-改性膨润土复合催化剂,用该催化剂对直接黑L-N和直接铜蓝BR染料废水进行了光催化氧化处理,取得了较好的实验效果。

纳米TiO_2光催化剂改性方法研究进展

利用TiO_2光催化剂进行工业废水处理是一种较为理想的水处理方法,现在制约其工业化应用的瓶颈是如何改进催化剂的效率。介绍了TiO_2的光催化反应机理;总结了提高TiO_2光催化剂利用效率的五种主要方法:表面贵金属沉积、金属离子掺杂、半导体耦合、表面光敏化、非金属离子掺杂等。随着科研工作者对TiO_2光催化剂的不断研究与完善,光催化剂在环保领域会有一个美好前景。

离子掺杂改性TiO_2光催化剂的理论研究进展

光催化技术是一种治理环境污染的新技术,但由于存在2个瓶颈问题(光催化活性需要紫外光激发及量子转换效率低)而制约了其推广应用。围绕上述问题,国内外开展了大量的改性研究并取得了一定的成果,尤其是近年来开始重视该方面的理论研究,这对推动光催化技术的发展起到了重要作用。介绍了本课题组及文献报道的对离子掺杂锐钛矿相TiO2光催化材料理论研究方面取得的主要结果,总结了不同离子掺杂及共掺杂对TiO2晶体结构、电子结构、光学性质和光催化性能的影响规律,提出了如何选择合适的掺杂离子以便有效地提高TiO2光催化性能的方法。