Mn含量对CeO2-ZrO2-MnOx催化剂甲苯氧化净化性能的影响

采用氧化还原沉淀法制备了一系列CeO2-ZrO2-MnOx催化剂(CZMX,X为Mn在催化剂总金属中的摩尔含量),探讨了Mn含量对CZMX催化甲苯燃烧性能的影响。结果表明,CZM0.6催化剂具有最好的活性,在230℃下即可实现甲苯的完全转化。XRD表征结果发现,随着锰掺杂量的增加,CZMX催化剂结晶度先降低后增加。H2-TPR表征结果表明,随着Mn含量的增加,Ce-Zr-Mn之间的相互作用力先增强后减弱。CZM0.6结晶度最差,金属之间相互作用力最强,表面氧物种更易溢出;同时,Raman和O2-TPD表征结果也证明CZM0.6催化剂上具有较高的表面氧空位浓度,有利于催化剂表面活性氧物种的迁移,促进了甲苯的氧化。此外,通过in-situ DRIFTS对中间产物进行观测,发现苯甲酸盐是CZM0.6催化剂上甲苯氧化反应的重要中间体;在O2参与下,苯甲酸盐可迅速转化为CO2和H2O。

MnOx-FeOy/TiO2-ZrO2-CeO2低温选择性催化还原NOz和抗毒性研究

用溶胶凝胶法制备TiO2-ZrO2-CeO2(摩尔比4∶1∶1.25)载体,柠檬酸溶液浸渍法进一步负载MnOx及MnOxFe Oy,进而合成了一种Fe掺杂的新型Mn基复合氧化物催化剂,考察其NH3选择性催化还原NO性能及抗硫性能.它在含硫氛围中有良好的低温选择性催化还原(SCR)能力和抗中毒能力,Fe的引入促进了Mn与TiO2-ZrO2-CeO2载体之间的相互作用,增加了催化剂表面Lewis酸性位点的数量.根据X射线光谱分析,Mn4+,Ce4+和吸附的氧的含量明显增加,对提高催化剂的性能非常有利.根据热重分析,在SO2和H2O同时存在的环境下,Fe的存在使硫酸铵和硫酸铈的产生量减少,抑制了锰的硫酸化,进一步提高了催化剂的抗毒性.MnOx(12.5%)-FeOy(0.8)/TiO2-ZrO2-CeO2(4∶1∶1.25)催化剂在180℃下,同时通入体积分数10%H2O和125×10-6 SO2240 min,NOz转化率可保持在75.6%.根据研究成果,新型锰基复合金属氧化物催化剂为进一步探索催化剂的SCR反应和抗毒机理提供了基础,促进了SCR工艺的工业应用.

碱金属助剂对MnO_x/ZrO_2催化合成甲醇及异丁醇反应性能的影响

研究了MnOx/ZrO2 催化剂中添加的碱金属助剂对以合成气合成甲醇及异丁醇反应的影响 ,并采用BET ,XRD和NH3 TPD等表征技术 ,考察了碱金属助剂的添加对催化剂结构和表面性质的影响 .结果表明 ,碱金属助剂对MnOx/ZrO2 催化剂的催化性能有明显影响 .在实验条件下 ,添加 1 0 %K(K2 CO3作为前驱物 )的催化剂 ,其催化性能最好 ,醇的选择性高达 74 8% ,异丁醇选择性达 16 3 % .添加碱金属助剂也使MnOx/ZrO2 催化剂的表面性质发生了很大变化 。

MnO_x/ZrO_2纳米催化剂的制备及CO-SCR-NO性能研究

以氧氯化锆和硝酸锰为主要原料,采用Sol-Gel-VFD技术制备了MnOx/ZrO2超细粉体材料。用XRD,TG-DSC,TEM和BET等技术对试样进行了表征,用微反应器-气相色谱仪在线研究了试样选择性催化还原NO的活性。结果表明:用Sol-Gel-VFD技术可制得粒子尺寸约为20nm、具有高催化活性的负载型MnOx/ZrO2纳米催化剂,活性组分锰对NO的催化还原起了主要作用。添加铈组分能提高MnOx/ZrO2纳米催化剂催化还原NO的活性。

镧、锰共掺杂改性CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体的性能

采用共沉淀法制备了一系列La,Mn共掺杂的CeO2-ZrO2-A12O3(CZA)复合氧化物,采用BET,XRD,H2-TPR,XPS和XRF等方法对样品进行表征.结果表明,全部样品均形成了稳定的CZA固溶体,经600℃焙烧后表现出良好的织构性能,1000℃老化后,La,Mn共掺杂样品具有最佳的高温稳定性;H2-TPR测试表明,La,Mn之间存在正协同效应,共掺杂的样品具有最佳的低温还原性能和高温稳定性;XPS结果表明,掺杂La可有效抑制在焙烧过程中Mn向表面的迁移,从而保持较高的表面吸附氧浓度.

掺杂Mn对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3材料性质的影响

采用共沉淀法制备了一系列Mn掺杂摩尔分数为0～5%的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)复合氧化物,并采用BET,OSC,XRD,XPS,H2-TPR等方法对所制备的材料进行了表征.结果表明,所制备的材料均形成了稳定的CZA固溶体,尤其是Mn掺杂0.5%的材料在600和1000℃焙烧后均表现出最好的织构性能.OSC和H2-TPR的结果表明,Mn掺杂量≤1%时,氧在材料中的体相移动是材料储氧和被还原的速控步骤,并且Mn的掺杂量为0.2%时,储氧量最大,材料的还原温度也最低;Mn掺杂量>1%时,Mn物种对材料储氧和被还原的作用显著.XPS结果表明,Mn在焙烧过程中会迁移向表面,结合H2-TPR结果可知,新鲜样品表面的MnOx物种主要为Mn2O3,而老化样品主要为Mn3O4.

应用Pd/CeO_2-ZrO_2-MnO_x储氧材料降低卷烟烟气中CO的研究

采用浸渍法制备Pd/CeO_2-ZrO_2-MnOx储氧材料催化剂,并运用扫描电镜和热重-差热技术对催化剂进行表征。考察了Pd/CeO_2-ZrO_2-MnO_x催化剂中MnO_x含量、催化剂用量以及催化剂添加位置对卷烟主流烟气中CO去除率的影响,并且初步探究了Pd/CeO_2-ZrO_2-MnO_x催化剂降低CO的催化机理。结果表明:(1)随着MnOx含量的增加,催化剂降低CO的能力逐步增加,最佳量为15%(wt,质量分数,下同);(2)催化剂用量对降低CO没有明显的影响,最终确定催化剂用量为30mg;(3)将1%Pd/CeO_2-ZrO_2(摩尔比1∶1)-MnOx(15%)的催化剂添加到烟支前端,CO的去除率最好,可以达到29.62%。

四方相氧化锆基MnO_x-CeO_2负载型催化剂在低温NH_3-SCR中的应用

以纳米t-Zr O2为载体,用浸渍法制备出Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2催化剂,考察了活性组分负载量、反应温度对催化剂NH3-SCR脱硝活性的影响,脱硝活性测试结果显示,在低温脱硝温度范围,催化剂脱硝效率随反应温度和活性组分负载量的增加而增加。反应温度为100℃时,2.5%Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2脱硝效率为68.1%,15%Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2脱硝效率达97.4%。XRD、BET、TPR等表征测试结果表明,催化剂表面具有良好的氧化还原能力,表面织构对NH3-SCR脱硝反应有利;NH3-TPD测试显示,Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2催化剂表面NH3主要吸附在Lewis酸性位成配位态NH3,与气态NO反应生产中间产物NH2NO,最后分解为N2和H2O。

立方相纳米氧化锆基催化剂脱硝机理研究

以纳米c-ZrO2为载体,用浸渍法制备出MnOx-CeO2/c-ZrO2催化剂,考察了组分负载量、反应温度对催化剂NH3-SCR脱硝活性影响,探讨了催化剂表面织构特征,分析了催化剂脱硝活性机理。结果显示,增加活性组分负载量和反应温度,催化剂脱硝效率增加,100℃时,2.5%MnOx-CeO2/c-ZrO2脱硝效率为65.3%,15%MnOx-CeO2/cZrO2脱硝效率达97.9%。XRD、BET、XPS、H2-TPR表征结果表明,负载后催化剂表面织构对脱硝反应有利。NH3-TPD测试显示,MnOx-CeO2/c-ZrO2催化剂表面Lewis酸位为强酸性位,NH3吸附在Lewis酸性位形成配位态NH3,经生成NH2NO最后分解为N2和H2O。

单斜相纳米氧化锆基低温SCR催化剂脱硝机制研究

以纳米m-ZrO2为载体,用浸渍法制备出MnOx-CeO2/m-ZrO2催化剂,考察反应温度、活性组分负载量对催化剂NH3-SCR脱硝活性影响,探讨催化剂表面织构特征,分析催化剂脱硝活性机制.结果表明,在低温脱硝温度范围,提高反应温度、增加活性组分负载量,有利于催化剂脱硝效率的增加.110℃时,2.5%MnOx-CeO2/m-ZrO2脱硝效率为55.5%,15%MnOxCeO2/m-ZrO2脱硝效率达93.5%.XRD、BET、XPS、H2-TPR表征结果表明,催化剂表面具有良好的氧化还原能力,表面织构对脱硝反应有利.NH3-TPD测试显示,MnOx-CeO2/m-ZrO2催化剂的脱硝反应机制为:NH3吸附在催化剂表面的Lewis酸性位和Brnsted酸性位上,通过反应生成相应中间产物NH2NO或NH4NO2,中间产物进一步分解最终转变为N2和H2O;催化剂总脱硝反应效率中,在Lewis酸性位上的脱硝反应占比较大.