Mn基低温SCR催化剂的抗H_2O、抗SO_2研究进展

Mn基催化剂因具备良好的催化性能而广泛应用于低温NH_3-SCR脱硝研究领域,然而烟气中存在的H_2O、SO_2会导致催化剂较严重地失活,故研究低温Mn基催化剂的抗H_2O、抗SO_2性能十分必要。本文主要阐释了H_2O、SO_2的作用机理,详细归纳了抗H_2O、抗SO_2效果较好的Fe、Ce、Sm、Sn等金属掺杂型、Mn-Ce/TiO_2等常规载体及Mn/Fe-Ti等复合载体构成的负载型、Fe_2O_3@MnO_x@CNTs等核壳结构型和Mn_xCo_(3-x)O_4纳米笼等规则结构型组成的特殊结构型Mn基催化剂,简要总结了各类催化剂的现阶段研究进展和局限,并提出各类型催化剂的未来可能研究方向为优化金属掺杂催化剂的制备方法或添加新型有效助剂,保证高抗性前提下进一步降低载体型催化剂的工作区间以及批量化制备特殊结构型催化剂。

Mn基低温SCR脱硝催化剂的研究进展

催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝技术的核心,催化剂的低温活性主要受活性成分和载体的影响。Mn基脱硝催化剂已成为低温烟气脱硝领域的研究热点,其种类繁多,不同元素的掺杂和催化剂载体的选择对其脱硝活性和抗硫抗水性能影响较大。按催化剂载体的类型对Mn基低温脱硝催化剂进行综述,并展望了碳纳米管在用作Mn基低温脱硝催化剂载体的应用前景。

Ti/Mn基Laves相贮氢合金贮氢性能的影响因素

介绍了影响Ti/Mn基Laves相贮氢合金贮氢性能的一些因素 ,这些因素包括锆部分取代钛 ,Cr、V、Fe、Cu、Ni、Co、Mo等元素部分取代锰 ,非化学计量 ,非金属杂质元素与杂质气体等。同时也介绍了热处理、熔炼方式。

Mn基低温SCR催化剂抗中毒研究进展

选择性催化还原技术是目前成熟可靠的脱硝技术,广泛应用于固定源氮氧化物的脱除。商用钒钛催化剂的温度窗口窄且高,为了满足非电力行业更低温度窗口的脱硝需求,低温NH_(3)-SCR备受关注。近年来,Mn基催化剂因其良好的低温活性被认为是最具有前景的低温SCR催化剂。详细讨论不同种类锰基催化剂的性能研究以及锰基催化剂抗硫、抗水、抗碱金属/碱土金属(K、Na、Ca、Mg)和重金属(As、Zn、Pb)中毒的机理和改性方法,针对不同的抗中毒研究和改性方法进行了分析和总结,获得结论如下:①传统非负载型Mn基催化剂最佳制备方法为共沉淀法,脱硝效率达100%;微生物处理法是新型绿色合成方法,经济环保性高,为绿色合成Mn基催化剂提供了可行路径;②掺杂Ce、Fe、Cu、Ni、Ho、Nd、Zr、Co和Eu等元素能够有效提高Mn基催化剂的脱硝活性和抗中毒性能;可考虑将其作为“核-壳”结构的“壳”材料,提高Mn基催化剂的抗中毒性能;③特定孔径的分子筛是解决催化剂硫中毒的理想材料,但目前传质阻力的问题尚未解决,还需进一步优化分子筛的制备方法和工艺;④Mn基催化剂的抗碱金属中毒集中于掺杂改性研究,改性策略分为两大类:一是增加催化剂表面耐碱的酸性位点,二是直接抑制碱金属对Mn活性组分的影响;目前上述2种改性策略的缺陷在于改性催化剂长期运行脱硝的经济性不高,需考虑从根本上杜绝催化剂与碱金属的接触;⑤Mn基催化剂抗重金属中毒研究较少,建议开展低温段重金属迁移转化规律研究和Mn基催化剂改性的抗重金属中毒机理;⑥中毒后的催化剂对环境危害较大,中毒催化剂对环境危害评估和可再生利用的研究也有待进一步推进;⑦Mn催化剂不同类型中毒之间的协同效应还有待研究,以满足Mn基催化剂的实际应用需求。

低温等离子体协同Mn基催化剂降解氯苯研究

以氯代挥发性有机物(CVOCs)中的典型代表氯苯为研究对象,分别采用硝酸锰(MN)和乙酸锰(MA)为前体,通过浸渍法制备Mn基催化剂,考察了低温等离子体协同Mn基催化剂降解氯苯性能以及抑制反应副产物臭氧生成的影响。研究发现对于不同反应系统,提升电压可以提高氯苯降解效率;催化剂引入能够大幅度提高氯苯降解性能,与MnO_(x)(MN)/γ-Al_(2)O_(3)相比,MnO_(x)(MA)/γ-Al_(2)O_(3)引入对氯苯降解效果更好,对臭氧生成的抑制性能更高。利用N_(2)吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对反应前后催化剂进行表征分析,发现放电并未对催化剂的孔径及晶相结构产生影响;通过无机氯选择性和尾气质谱结果分析氯苯降解过程中氯元素变化;与MnO_(x)(MN)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂相比,MnO_(x)(MA)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂的比表面积相对较大,活性组分分散性更高、更均匀,从而导致反应系统内更多的臭氧在催化剂表面分解为活性氧原子,提高了氯苯的降解性能并抑制了反应系统内臭氧的生成。

层状Ni-Mn基锂离子电池正极材料进展

层状Ni Mn基锂离子电池正极材料具有层状结构镍酸锂(LiNiO2)的高比容量以及尖晶石型结构锰酸锂(LiMn2O4)的高安全性、低价格等特点,是最有可能代替或部分代替LiCoO2的新型正极材料用于小型锂离子电池,同时也可望用作低成本、高安全性和大容量动力型锂离子电池的正极材料。本文综述了层状Li Ni Mn O系化合物和LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的合成工艺、结构特点和电化学性能,阐述了层状Ni Mn基锂离子电池正极材料的发展、研究开发现状和应用前景。

Mn基钙钛矿样品相图修正及庞磁电阻起因

对具有不同A位平均离子尺寸的AMnO3型Mn基钙钛矿样品的阻温关系和电子顺磁共振谱等进行了实验研究.结果表明,在温度与A位平均离子尺寸的相图上,除了普遍公认的高温顺磁绝缘体相和低温长程铁磁有序的金属相外,在两相之间还存在一过渡相,其起因源于顺磁绝缘体背景上出现短程铁磁有序的金属集团所致.研究结果还表明,外加磁场加速铁磁金属集团的生成和长大是导致庞磁电阻效应的主要原因.

NH3选择性催化还原NOx的Mn基催化剂研究进展

氨选择性催化还原技术是目前消除氮氧化物(NOx)的有效技术之一。鉴于传统的V2O5-WO3(MoO3)/TiO2工业催化剂存在低温NOx消除率过低的问题,开发具有良好低温NH3-SCR活性的Mn基催化剂成为了研究热点。通过文献分析,主要从单一MnOx、Mn基混合氧化物和负载型Mn基氧化物三方面阐述了Mn基催化剂的研究现状,并对Mn基催化剂的SCR活性、反应机理及抗H2O和SO2性能等方面进行了总结,最后提出了Mn基催化剂的研究方向。

Mn基体系热力学性质与温度关系的研究

实验测定了不同温度时C在Mn-Fe熔体中的溶解度。Mn-Fe熔体从纯Fe到纯Mn的整个浓度范围内C溶解度计算式为XC=0.6321e(-1413.6/T)-0.1001XFe。通过热力学推导和计算,获得Mn基体系热力学性质与温度的关系式为:1)Mn-C系,lgXbC=-613.8/T-0.1992,ΔG珚ΘC=26717-57.45T(J/mol),lnγ0C=3213.5/T-3.7905,εCC=9883/T+5.7773,eCC=222/T+0.0494;2)Mn-Fe-C系,εFeC=582/T+0.0204,εFeC=1776/T+0.4760和eFeC=8.3134/T+0.0018。

NH_3选择性催化还原NO_x的Mn基催化剂专利技术综述

本文通过统计分析Mn基催化剂的国内专利技术,从专利申请量趋势、重要专利申请人和专利技术概况三方面归纳了该领域的专利技术现状,总结了Mn基催化剂的研究热点和重点。

整体式Mn基复合金属氧化物催化燃烧VOCs性能研究

以堇青石为载体,采用浸渍法制备Mn-M/Cordierite(cord)(M=Co、Ce、La、Cu、Ni)复合金属氧化物催化剂,考察其催化燃烧甲苯的性能,并通过SEM、XRD和H_2-TPR对催化剂进行表征,结果表明,MnO_x和CoO_x之间具有相互作用,MnCo催化剂具有最高的甲苯催化活性,T_(50)和T_(90)分别为243℃和259℃.改变Mn和Co的比例,发现当Mn∶Co=2∶3时,Mn_2Co_3催化剂具有最高的甲苯和乙酸乙酯的催化性能,T_(90)分别为252℃和238℃.

混合熵对Mn基合金力学性能的影响

本工作制备了不同混合熵的四种锰基合金以研究时效处理以及混合熵对合金力学性能的影响。首先表征了不同成分以及不同热处理工艺下合金的微观组织和力学性能,研究发现,合金的力学性能与混合熵存在明显的依存关系。固溶处理状态下,合金的强度与塑性随着混合熵提高而线性增高。混合熵最低的Mn-15at%Cu时效后易析出α-Mn,而高混合熵能促进固溶体形成能力,阻碍第二相的产生,提高合金力学性能的稳定性。研究表明,相较于应变硬化指数,应变硬化率的斜率更能反映在变形阶段孪生与位错增殖协调的塑性变形机制。

用于低温NH_(3)-SCR的Mn基脱硝催化剂研究进展

大气中过量的氮氧化物(NO_(x))直接危害人类健康、破坏生态环境。氨-选择性催化还原(NH_(3)-SCR)技术能有效减少NO_(x)排放,但其使用的钒基催化剂易受烟气中SO_(2)、碱(土)金属等毒害,且钒物种具有生物毒性,因此非钒基脱硝催化剂逐渐进入研究者的视野。此外,低温烟气脱硝也逐渐被重视。因此,绿色高效的低温NH_(3)-SCR催化剂的研发刻不容缓。Mn基催化剂因在低温段表现出优异的脱硝活性而成为重要研究对象。本文综述了Mn基脱硝催化剂的研究现状,重点论述了一元和多元复合MnO_(x)催化剂,负载型MnO_(x)催化剂改性及脱硝机理,为开发实用的高效Mn基低温脱硝催化剂提供参考。

Cu质量分数对Fe–Ni–Mn基结合剂性能的影响

采用粉末冶金法制备Fe–Ni–Mn基结合剂,用电子万能试验机、抗冲击试验机等设备,研究烧结温度对纯钴基结合剂力学性能的影响,并探究不同质量分数的铜对Fe–Ni–Mn基结合剂性能的影响。结果表明:烧结温度控制在850～880℃时,纯钴粉结合剂成形密度达到最大,为8.75g/cm^3;不同牌号钴粉结合剂的冲击强度分别达到最大值18.92kJ/m^2和17.32kJ/m^2。当铜质量分数为15%～20%时,Fe–Ni–Mn基结合剂具有较好的力学性能,其抗弯强度最大可达1 202.19 MPa,为纯钴结合剂强度的75%;冲击强度最大可达9.73kJ/m2,为纯钴结合剂强度的65.7%。铜含量增加可促进Fe–Ni–Mn基结合剂内部形成高强合金,使胎体韧性迅速提高。

低温Mn基脱硝催化剂抗水抗硫研究进展

氨选择性催化还原法(NH_(3)SCR)是目前最高效、最成熟的烟气脱硝技术。Mn基催化剂在选择性催化还原法(SCR)中展现出很高的低温活性,具有广阔的应用前景。但实际烟气中存在的H_(2)O和SO_(2)会引起Mn基催化剂的中毒失效,极大限制了其工业化应用。为了突破工业化应用瓶颈,分析了低温Mn基催化剂的H_(2)O和SO_(2)中毒机理,综述了其抗水抗硫研究进展。研究结论可为抗水抗硫低温Mn基催化剂的开发及应用提供理论基础。

基于Mn-MOF制备MeO_(x)/MnO_(x)催化剂的低温NH_(3)-SCR活性研究

采用不同金属硝酸盐浸渍Mn-MOF前体制备一系列MeO_(x)/MnO_(x)(Me=Co,Cr)复合金属氧化物催化剂用于低温NH3-SCR反应。分析金属掺杂和空速对锰基催化剂脱硝效率和N_(2)O生成量的影响。通过XRD、SEM、N2吸附-脱附、XPS、H_(2)-TPR、NH3-TPD等表征测试对制得的催化剂物理化学性质进行分析,结果表明,两种金属掺杂可不同程度上改善MnO_(x)脱硝性能和抗硫性能。与MnO_(x)催化剂相比,掺杂催化剂的外观呈现无规则的多孔结构。更大的比表面积为活性分子提供更多的活性位点,有利于脱硝反应进行。掺杂催化剂中Mn元素相以Mn_(3)O_(4)相为主,且峰强度较低,表明Mn元素相呈现高分散态。掺杂金属与锰氧化物产生相互作用,改变了锰元素的价态,提高了Mn^(4+)和表面氧的含量。金属离子掺杂增强了催化剂的氧化还原性能,改善了MnO_(x)的表面活性。因此,金属硝酸盐浸渍Mn-MOF前体法在制备低温NH3-SCR脱硝催化剂领域具有很好的应用前景。

新型高比表面积ε-MnO_(2)基化合物的制备及其用于甲苯催化燃烧性能研究

Mn基氧化物因其优异的物理化学性能而被广泛应用于催化材料中,然而低温高效锰基氧化物催化剂的开发仍然存在较大的困难。通过用酸处理由氧化还原-共沉淀法快速合成的LaMnO_(3)钙钛矿(Bulk LaMnO_(3))制得y-MnO_(2)/LaMnO_(3)催化剂(y为酸处理时间),并研究了催化剂的甲苯催化燃烧性能。结果表明,酸处理可选择性溶解Bulk LaMnO_(3)中的A-位点(La^(3+)),暴露出更多B-位点(Mn3+)并氧化生成Mn^(4+)。其中,1-MnO_(2)/LaMnO_(3)催化剂的比表面积(279.2 m^(2)/g)较Bulk LaMnO_(3)(30.61 m^(2)/g)增大9倍左右。此外,酸处理使催化剂的活性晶格氧及Mn3+含量提高,进而使催化性能增强,1-MnO_(2)/LaMnO_(3)催化剂的甲苯转化率达到90%的温度降低至248℃。

高熵型MnCuNiFeZn阻尼合金的高温阻尼行为与相变特征

制备了新型MnCuNiFeZn高熵阻尼合金,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、动态热机械分析仪(DMA)与热膨胀仪等研究其微观组织、阻尼特性以及相变特征。研究表明,在固溶以及不同时效工艺下,MnCuNiFeZn合金均为单一母相,合金晶粒大小均匀,呈现出高位错密度特征。随着时效时间的延长,合金常温下发生磁性转变,但常温段的内耗值很低;在673 K以上的高温域,MnCuNiFeZn合金因相变使得内耗值急剧提高。

煅烧温度对钠离子电池P2-Na_(0.67)Ni_(0.1)Fe_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)正极材料性能的影响

层状氧化物材料因其容量高被认为是钠离子电池(SIBs)的候选正极材料,其中,锰基P2型层状氧化物因成本低、稳定性好,是具有发展前景的钠离子电池层状正极材料。本文采用固相烧结法制备一种P2-Na_(0.67)Ni_(0.1)Fe_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)正极材料,研究煅烧温度对正极材料性能的影响。结果表明:在875℃下获得的Na_(0.67)Ni_(0.1)Fe_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)正极材料具有结晶良好的P2纯相,表现出优异的电化学性能。在1.5~4.3 V的电压范围内,0.05C下所制备正极材料的初始放电容量为232 mA·h/g,且循环100次后,正极材料的容量保持率为69.5%。

共沉淀pH对钠离子电池O3-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)正极材料性能的影响

采用共沉淀法制备Ni_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)(OH)_(2)前驱体并将其配钠煅烧为O3-NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)正极材料,研究pH对前驱体物化性质及正极材料电化学性能的影响。结果表明,随着pH的增加,前驱体二次颗粒粒径减小,Ni元素质量分数升高,相应正极材料二次颗粒粒径减小,首次放电比容量增加。2.0~4.0 V的电压范围内,pH=10.0下制备前驱体配钠煅烧后的NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)正极材料表现出最优循环性能,1 C下循环100次后容量保持率为75.75%;pH=10.6下制备前驱体配钠煅烧后NaNi_(0.4)Fe_(0.2)Mn_(0.4)O_(2)正极材料表现出最优倍率性能,5 C下放电比容量为87.07 mAh/g。