Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂的制备及其在甲烷氧化偶联反应中的应用

采用浸渍法制备了Na_(2)WO4-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂,研究了Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂对甲烷氧化偶联反应(OCM)的影响,利用SEM,XRD,EDS等分析方法对催化剂进行表征,并与Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/SiO_(2)催化剂进行对比。实验结果表明,Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂的活性组分W和Mn在钛酸钡表面分布均匀,且反应过程中催化剂的结构基本保持不变,在反+应温度为800℃、甲烷与氧气摩尔比为1.5时,Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂催化OCM反应的C_(2)收率约为19%,C_(2)^(+)收率约为21%。与Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/SiO_(2)催化剂相比,Na_(2)WO_(4)-Mn_(x)O_(y)/BaTiO_(3)催化剂的反应起活温度低60℃,具有更加活泼的活性氧位,能够在更低的温度条件下开始OCM反应。

Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂的脱硝性能及PbCl_(2)耐受性

以类水滑石(Layered Double Hydroxides,LDHs)为前驱体,制备了铈(Ce)掺加的Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂,运用XRD、SEM、XPS、NH_(3)-TPD、H2-TPR、in situ DRIFT等多种技术手段进行了表征,并将该催化剂用于氨选择性催化还原(NH_(3)-SCR)烟气脱硝系统,考察其脱硝性能及PbCl_(2)耐受性。实验结果表明,当催化剂中Pb质量分数为0.5%、反应温度为200℃时,Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂的NO_(x)转化率为85.2%,远高于Cu/Al_(2)O_(3)(43.8%)和Cu-Ce/Al_(2)O_(3)(53.1%)。表征结果表明:PbCl_(2)能够引起催化剂比表面积降低,但对催化剂的晶体结构没有显著影响;PbCl_(2)会使催化剂表面活性物种的氧化还原性能降低,减少表面化学吸附氧;并可显著降低催化剂表面酸度,减少NH_(3)的吸附和活化,从而导致催化活性降低。Ce_(2)/Cu_(4)Al_(1)O_(x)催化剂具有优异PbCl_(2)耐受性的原因在于活性物种高度分散、酸性位点多、氧化还原能力强。

Ce_(x)Sn_(y)O_(2)双金属氧化物催化剂用于富氧条件下NO和CO的同时脱除

采用了均相沉淀法,制备了一系列Ce_(x)Sn_(y)O_(2)双金属氧化物催化剂,进行催化氨选择性催化还原(NH_(3)-SCR)反应和CO氧化反应,考察在富氧条件下系列催化剂上NH_(3)-SCR和CO氧化活性,结合XRD、BET、H_(2)-TPR,NH_(3)-TPD和XPS等表征手段对催化剂的物化性质和活性的关联进行了分析。结果表明,相比单组分CeO_(2)和SnO_(2),少量的Sn^(4+)掺杂进入CeO_(2)的晶格内,形成铈锡固溶体。增加了催化剂比表面积、孔体积和降低了催化剂的孔尺寸。此外,铈锡双金属氧化物催化剂之间产生协同作用,不仅提高了催化剂氧化还原性能、表面酸性还增加了催化剂Ce^(3+)/Ce^(4+)和表面吸附氧含量,进而有效的提高NH_(3)-SCR活性和CO活性。

Mn_(x)O_(y)@_(γ)-Al_(2)O_(3)催化剂的回收及其再次降解性能

为了探究回收催化剂催化降解聚乙烯醇的性能,采用物理法回收1次降解聚乙烯醇的催化剂Mn_(x)O_(y)@_(γ)-Al_(2)O_(3),借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外分光光度计等对回收催化剂的结构和聚乙烯醇降解性能进行表征与分析。结果表明:回收催化剂中仍存在活性物质锰;回收催化剂对聚乙烯醇的降解效果略有下降;当pH=3,H_(2)O_(2)体积分数为15%,催化剂质量浓度为500 mg/L,反应温度为80℃时的降解效果较好,聚乙烯醇的降解率达到96%以上,降解产物的黏均分子量为2205。研究结果为催化剂Mn_(x)O_(y)@_(γ)-Al_(2)O_(3)的回收及利用提供参考。

铥改性MnCeO_(x)/TiO_(2)催化剂在氨中低温还原NO_(x)的优越性能

采用溶胶-凝胶法制备了MnCeTm_(y)O_(x)/TiO_(2)(y为Tm/Mn摩尔比,y=0.1,0.3,0.5)低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了TmO_(x)对催化剂脱硝性能的影响。所研制的MnCeTmO_(x)/TiO_(2)催化剂提高了以氨为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝性能,并采用XRD、NH_(3)-TPD分析探究了TmO_(x)的作用及内在机制。结果表明,当y=0.3时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在150℃具有95%以上的NO_(x)转化率。对催化剂进行了稳定性测试和不同空速下的性能测试结果表明,MnCeTm 0.3 O_(x)/TiO_(2)催化剂具有良好的稳定性,且在两种空速下均能保持优异的低温NH_(3)-SCR脱硝性能。

Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合催化剂的脱硝性能及抗硫活性

采用共沉淀法制备Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)复合氧化物,浸渍负载质量分数10%的CuO_(x)和FeO_(y)活性组分,制备一系列Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x) Sn_(x)O_(2)催化剂。探究不同Ti/Sn和Cu/Fe(物质的量比)对Cu_(m)-Fe_(n)/Ti_(1-x)Sn_(x)O_(2)催化剂的NH_(3)-SCR反应活性的影响。研究结果表明,Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)载体可促进活性组分CuO_(x)和FeO_(y)的相互作用。当Cu/Fe为3∶1时,在300℃下NO_(x)的转化率达到91.3%;向反应体系通入286 mg/m^(3) SO_(2)反应3 h后,NO_(x)的转化率仅下降2.6%。X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H_(2)-TPR)、程序升温脱附(NH_(3)-TPD和NO_(x)-TPD)的表征表明,CuO_(x)和FeO_(y)之间存在相互作用,与单一的Cu/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)和Fe/Ti_(0.67)Sn_(0.33)O_(2)对比,复合催化剂表面吸附氧浓度相对增加15%~33%,总酸量增大56%,从而提高了催化剂脱硝活性。

掺杂稀土的SO_(4)^(2-)/M_(x)O_(y)型固体酸催化剂在生物柴油制备中的研究进展

生物柴油是一种生物可降解、可再生、无毒优质的清洁燃料。目前,采用掺杂稀土改性多相SO_(4)^(2-)/M_(x)O_(y)型固体酸催化剂制备生物柴油的方法引起学者广泛关注。本文综述了该类催化剂的几种常用制备方法及在生物柴油制备中的研究进展。最后预测了该类催化剂在生物柴油工艺中的发展前景。

Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)氧载体在化学链甲烷重整耦合CO_(2)还原中的应用

化学链甲烷重整耦合CO_(2)还原技术既能生产合成气还可以还原CO_(2)生成CO。采用共沉淀法制备不同Ce/Ni摩尔比的系列Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1)氧载体。通过XRD、BET、XPS及CH4-TPR等表征对氧载体的理化性质进行了研究。系统考察了Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)氧载体在化学链甲烷重整耦合CO_(2)还原反应中的反应性能。与单一金属氧化物NiO和CeO_(2)相比,Ce_(1-x)Ni_(x)O_(y)复合氧载体在该反应中具有更高的活性和热稳定性。在甲烷部分氧化阶段,Ce_(0.2)Ni_(0.8)O_(y)和Ce_(0.4)Ni_(0.6)O_(y)氧载体具有较高的CH_(4)转化率。经历了20次redox循环实验,Ce_(0.2)Ni_(0.8)O_(y)氧载体的CO_(2)转化率几乎保持不变,表明Ce0.2Ni0.8Oy氧载体具有较高的热稳定性。

La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响

为了实现碳中和目标,降低内燃机碳排放,稀薄燃烧技术成为了当前重要的研究方向.该技术不仅能提高发动机燃油热效率,还能有效降低CO_(2)排放.但是稀薄燃烧往往会伴随着大量氮氧化物的产生,为了解决该问题,采用LNT-SCR耦合的NO_(x)净化技术,此时LNT的作用是将排气中部分NO_(x)转化为NH_(3),为下游的SCR提供还原剂.基于此,制备了LNT催化剂,研究催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响.采用溶胶-凝胶法制备了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)系列钙钛矿氧化物,并通过分步浸渍法得到了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)负载型催化剂.利用XRD、H_(2)-TPR、NO-TPD等表征手段研究了钙钛矿氧化物的晶相结构,以及负载型催化剂的还原特性、NO_(x)吸附-脱附性能等物化性质,并且通过H_(2)选择性催化还原NO实验探究了催化剂掺杂Ce对NO转化成NH_(3)的影响.结果表明,Ce掺杂催化剂具有良好的NH_(3)产物选择性,并且显著提高了NO转化率.温度是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的决定性因素,而H_(2)和NO体积比是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的关键性因素.其中,La_(0.95)Ce_(0.05)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)在低温下催化活性表现最佳,在350℃、H_(2)和NO体积比为5.0时NH_(3)产物选择性为65%,NO转化率为100%.此外,所制备的La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)都形成了钙钛矿型结构,而且Ce掺杂催化剂的大部分Ce离子可以进入到LaMnO_(3)结构中.在催化剂适量掺杂Ce后,H_(2)消耗总面积增大、还原峰的峰值温度降低,表明掺杂Ce改善了催化剂的还原特性;同时NO吸附和脱附面积增大,表明Ce掺杂改变了催化剂的NO_(x)吸附-脱附性能.

SO_(4)^(2-)/M_(x)O_(y)型固体超强酸制备方法的研究进展

SO_(4)^(2-)/M_(x)O_(y)型固体超强酸是催化剂领域研究的热点,其无污染,催化选择性好,催化活性高,是一种绿色环境友好型催化剂。讨论了SO_(4)^(2-)/M_(x)O_(y)型固体超强酸制备的五种方法:沉淀-浸渍法、溶胶-凝胶法、低温陈化法、水热合成法、固相法等。重点综述了上述制备方法的研究进展以及各种方法的应用情况。

铽改性铈锆固溶体

采用共沉淀法和溶胶凝胶法制备了不同比例的Tb掺杂铈锆固溶体。X射线衍射和拉曼光谱证实,形成的固溶体为萤石型立方相结构;X光电子能谱显示,固溶体表面Ce和Tb主要以Ce4+和Tb3+形式存在;粒度分布及透射电镜分析发现,制备的固溶体在液相中存在着严重的团聚现象;应用在含Pt、Rh和Pd(高比例Pd含量)的三效催化剂的制备。催化活性测试表明,对于新鲜催化剂,当储氧助剂的制备采用共沉淀法时,随Tb掺杂量的增加,相应的掺杂催化剂对CO、C3H6和NO的起燃温度下降,以含摩尔分数为15%的Tb掺杂固溶体的催化剂起燃温度降低程度接近,分别为18、21和27℃;而采用溶胶凝胶法时,不同掺杂量催化剂对各气体的起燃温度降低程度接近。2种方法比较,溶胶凝胶法掺杂改性的催化剂起燃温度较低。经900℃老化2h后,以含摩尔分数为5%的Tb掺杂的催化剂耐热性能最好,各气体的起燃温度稍有下降。