MnO_x-CeO_2/ACF型催化剂低温去除柴油机NO_x研究

基于NH3-SCR低温活化反应模型,通过对催化剂表征参数和负载量进行评估分析,得出了MnOx-CeO2/ACF型催化剂低温活化和反应稳定最佳的CeO2与MnOx配比率;利用25%MnOx-5%CeO2/ACF、25%MnOx-15%CeO2/ACF、25%MnOx-25%CeO2/ACF和25%MnOx-30%CeO2/ACF共4种低温催化剂试样,在发动机排放试验台架上进行了NOx转化率、NH3存储-释放和排放测试等特性试验.结果表明,在20,～250,℃温度下,25%CeO2-25%MnOx/ACF型催化剂的NOx平均转化效率和转化波动率分别为88.7%和0.5%,验证了该催化剂低温活化和反应稳定性最好,达到了国Ⅳ排放法规催化还原柴油机NOx的限值要求.

CeO_2/ACF的低温SCR烟气脱硝性能研究

The selective catalytic reduction(SCR) of NOx using MnOx and CeO2 supported on viscose-based active carbon fibers(ACF) at 120 ℃～270 ℃ relatively lower than the temperature when using V2O5/TiO2-anatase catalyst was studied.As a result,CeO2/ACF shows a better catalysis than MNOx/ACF,which is not affected by the reaction temperature. NO conversion of 85% is reached with the 10%-CeO2/ACF catalyst at the whole temperature window.Furthermore,a series of MnOx-CeO2/ACF composite catalysts were studied.The results show that the loading method of catalyst affects its activity.

CeO_2/ACFN和MnO_x/ACFN低温选择性催化还原NO研究

笔者研究了反应温度80～300℃之间,经过硝酸氧化处理的改性活性炭纤维(ACFN)负载CeO2和MnOx在以氨气为还原剂的选择性催化还原(SCR)过程中的催化活性,并进行扫描电镜(SEM)微观形态分析和X射线衍射仪(XRD)物相分析。研究发现,ACFN负载CeO2和MnOx具有较高的NO脱除率和较好的低温催化活性,其中ACFN负载10t%CeO2的低温催化活性优良,NO脱除率稳定在85%以上,并具有较宽的温度域(120～300℃)。XRD物相分析结果表明本实验方法合成的催化剂以非晶态形式存在。

CeO_2-CoO/ACF低温SCR烟气脱氮性能的研究

活性炭纤维（ACF）经硝酸处理后采用浸渍法制备了CeO2-CoO／ACF复合催化剂，测试了其在以氨气为还原剂的低温SCR过程中的催化活性，同时研究了金属氧化物浸渍顺序及负载量、催化剂煅烧温度、空速比（SV）、NH，／NO（摩尔比）、O2含量等因素对NO转化效率的影响。研究发现，负载量为10％的CeO2-CoO／ACF复合催化剂经煅烧后在120—240℃时具有很高的催化活性，并且在N0初始浓度为1000mg／m3、空速比（SV）为6000h～、NH3／NO为1．05、O：体积分数在3．0％时具有较高的NO转化效率。

CeO_2-MnO_x催化剂形貌对低浓度甲烷催化燃烧反应性能的影响

采用水热合成法制备了船形、扁球形及纳米片CeO_2-MnO_x复合氧化物。并运用低温N2吸脱附、XRD、SEM、TEM、H2-TPR、拉曼光谱、XPS等表征技术对不同形貌CeO_2-MnO_x复合氧化物的结构与其低浓度CH4催化燃烧反应性能之间的关系进行了关联。结果表明,CeO_2-MnO_x复合氧化物的形貌与其催化性能密切相关。其中,扁球形CeO_2-MnO_x复合氧化物的氧空位、Ce3+含量及表面吸附活性氧物种最多,其CH4催化燃烧反应活性最高,540℃时,可将CH4完全转化;其次是船形CeO_2-MnO_x复合氧化物催化剂,540℃时其CH4转化率为94.05%;与前两者相比,纳米片CeO_2-MnO_x复合氧化物催化剂的氧空位及表面吸附活性氧物种较少,活性较差,相同反应温度下,其CH4转化率仅为89.68%。

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.

MnO_x/CeO_2纳米棒催化剂在低温NH_3-SCR反应中的阳离子(Zr^(4+),Al^(3+),Si^(4+))掺杂效应（英文）

低温脱硝技术由于具有无需再加热烟气、方便燃煤电厂脱硝改造以及适用于一些烟气温度较低的非电力行业脱硝场合等优点,吸引了越来越多研究者的关注.低温脱硝催化剂是该技术中最关键的单元,因此其配方开发及相关工作已成为近年来的研究热点之一.商业化V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂在300–400°C的固定源烟气脱硝中表现出优异的性能,然而其低温脱硝性能却差强人意.并且,V_2O_5具有生物毒性,会造成二次污染.因此,低温脱硝催化剂的开发主要集中在环境友好的非钒基催化剂上.其中,MnO_x基催化剂由于具有优异的低温脱硝性能而成为重点研究对象.特别是MnO_x/CeO_2催化剂由于Ce O_2良好的氧化还原性能和较高的储释氧容量,引起了低温脱硝领域越来越多研究者的兴趣.然而,众所周知,CeO_2的比表面积和热稳定性并不令人满意.幸运的是,研究表明,阳离子掺杂可有效地克服CeO_2的上述缺点.此外,随着纳米材料制备科学与技术的发展,不同形貌的CeO_2已经能可控合成.研究表明,CeO_2纳米棒比其它形貌的CeO_2更适合用作载体,因为Ce O_2纳米棒主要暴露的{110}晶面易于形成氧空位以及与表面分散组分产生强相互作用.因此,在本工作中,我们在CeO_2纳米棒的晶格中掺入热稳定的Zr^(4+),Al^(3+),Si^(4+)等阳离子以提高其比表面积和热稳定性,并以该CeO_2纳米棒为载体负载MnO_x,考察了Zr^(4+),Al^(3+),Si^(4+)等阳离子掺杂对MnO_x/Ce O_2纳米棒催化剂低温脱硝性能的影响,筛选出最佳的掺杂离子.对制备的样品进行了透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、氮气物理吸附、氢气程序升温还原、氨气程序升温脱附、氨气吸附原位漫反射红外光谱和X射线光电子能谱等一系列表征分析,并利用氨气-选择性催化还原(NH_3-SCR)反应评价了其脱硝性能和抗水抗硫性能.结果表明,Si^(4+)掺杂的MnO_x/CeO_2纳米棒(MnO_x/CS-NR)催化剂具有最多的氧空位、表面酸性位和Mn^(4+)因而表现出最佳的脱硝活性.由于其氧化还原性能适当减弱,有效地抑制了氨气的非选择性催化氧化,从而表现出最低的N_2O生成量.此外,MnO_x/CS-NR催化剂还显示出最佳的抗水抗硫性能.综上所述,Si^(4+)是MnO_x/CeO_2纳米棒催化剂的最佳掺杂离子.

MnO_x的掺杂对CeO_2/AC催化剂NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

采用浸渍法制备了MnO_x掺杂的CeO_2/AC催化剂,考察了MnO_x的掺杂对催化剂的低温NH_3选择性催化还原NO_x的性能的影响,并采用了XRD、NH_3-TPD、H_2-TPR对催化剂进行了表征。结果表明,MnO_x的掺杂提高了催化剂的表面酸性和氧化还原性能,从而使催化剂在110℃以下的活性得以提升,但催化剂在120℃以上的活性则随着MnO_x的掺杂量的增加而降低。与其他催化剂相比,Ce/Mn比为4∶1的催化剂在整个温度区间都具有较好的活性,而且该催化剂在210℃下具有较好的抗SO_2中毒能力。

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.

吸附相反应技术制备MnO_x/CeO_2/SiO_2催化剂及其低温选择性催化还原NO_x

采用吸附相反应技术制备得到了MnOx/CeO2/SiO2催化剂,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、紫外激光拉曼(Raman)等手段对催化剂进行了表征.HRTEM分析表明活性组分MnOx与CeO2都均匀分布在载体SiO2表面;XRD分析表明Mn3O4特征峰随着CeO2含量的增加逐渐减小至完全消失,CeO2的加入降低了MnOx的结晶程度,增加了MnOx的分散性;Raman光谱表明催化剂表面的Mn离子能够进入CeO2晶格,激发出空穴氧,随着CeO2负载量的增加,催化剂氧空穴浓度先升高后降低.以NH3为还原剂,考评催化剂的NOx低温选择性催化还原(SCR)性能,催化剂催化活性随CeO2负载量增加先升高后降低,与催化剂氧空穴浓度变化规律一致,说明催化剂活性受氧空穴浓度影响,氧空穴浓度升高,催化剂催化活性升高.

高比表面积的MnO_x-CeO_2材料的合成

采用具有有序孔道的介孔氧化硅材料KIT-6为分散剂,利用双溶剂的合成方法,制备了具有高比表面积的MnOx-CeO2复合材料。利用XRD、N2吸附-脱附、ICP、扫描电镜、透射电镜、电子衍射和EDS等方法表征了材料的结构和形貌。研究结果表明:此方法能够合成出比表面积为158m2/g的MnOx-CeO2复合材料。

CeO_2改性MnO_x/Al_2O_3的低温SCR法脱硝性能及机制研究

采用凝胶溶胶法制备大比表面积的Al2O3载体,等体积浸渍法配制负载MnOx和CeO2组分的CeO2-MnOx催化剂.以NH3为还原剂,一定的空气流速及合适的气体配比的条件下,考察所制备的催化剂在70～300℃范围内低温SCR法的脱硝性能及机制,同时分别对催化剂进行BET、XRD、SEM等表征实验,研究催化剂的理化性质.结果表明,活性组分的负载量和焙烧温度对催化剂性能有很大的影响,适量CeO2的加入提高催化剂的活性及稳定性.在负载不同质量分数的MnOx/Al2O3催化剂中,7%MnOx/Al2O3显示了最大催化活性;添加CeO2可极大的改善MnOx/Al2O3中MnOx在载体表面的分散度,并提高其催化活性,4%的CeO2是MnOx/Al2O3最佳的添加量.实验结果还表明550℃为催化剂最佳的焙烧温度,这与MnOx形成不同的晶相有关,而CeO2的添加影响MnOx晶态,同时提出了催化剂催化还原NO的机制.

MnO_x和CeO_2催化剂在含NO气氛中氧化模拟碳烟的研究

用沉淀法制备了MnOx和CeO2两种催化剂并用于氧化模拟碳烟.XRD、BET、O2-TPD和NO-TPD表征结果表明,CeO2的比表面积和NOx吸附容量更大,而MnOx则具有更多的氧物种(晶格氧O2-).TPO结果表明,气氛中引入的NO明显促进了碳烟的氧化.在无催化剂、加入CeO2和MnOx3种情况下,模拟碳烟的起燃温度Ti分别降低了38、41和101℃.DRIFTs结果表明,催化剂活性氧物种和反应过程中生成的NO-3是NO促进碳烟燃烧的关键因子.可能的反应路径为:低温富氧条件下气相中的O2吸附在催化剂表面上,丰富的活性氧物种(如O2-、O-2和O-)得到激活和转化,进而将弱吸附NO2和活性NO*2氧化成NO-3;在高温时则释放出活性很强的NO*2和O-,因而能促进碳烟氧化,其中间产物为碳氧复合物C(O).

碳基吸附剂和SCR催化剂在燃煤烟气脱汞中的应用进展

介绍了吸附和催化氧化脱汞技术。其中,分别重点介绍了CeCl_2浸渍活性焦炭对单质汞具有很好的吸附效果,CeO_2修饰的Mn Ox/TiO_2催化剂能够同时脱除烟气中的Hg和NO。

低温SCR脱硝催化剂过渡金属氧化物改性及硫中毒失活机制研究

以浸渍法制备MnOx-CeOx/ACF催化剂.在110-230℃温度范围内,MnOx-CeOx/ACF催化剂具有较好地低温选择性催化还原脱除NOx的活性.结果表明,该催化剂在150℃和230℃的脱硝效率分别达到80%和90%.加入Fe、Cu和V等过渡金属氧化物对MnOx-CeOx/ACF催化剂进行改性.该类过渡金属氧化物的加入对MnOx-CeOx/ACF的活性具有抑制作用.相比于MnOx-CeOx/ACF以及Cu和V改性的催化剂,Fe改性催化剂在一定时期内具有良好的抗SO2性能.在SO2存在下,Fe改性催化剂在初始6h内其脱硝效率保持在75%以上.X射线光电子能谱（XPS）和傅立叶转换红外光谱（FTIR）分析结果表明,催化剂失活包括两部分机制,一是形成硫酸铵盐,可粘附在催化剂表面使催化剂失活;另外一个机制是作为活性成分的锰铈等金属氧化物被SO2硫化形成金属硫酸盐.

Mn-Ce催化剂的制备及其在丙烷催化燃烧中的应用

采用共沉淀法制备了一系列具有不同Ce/Mn摩尔比的Mn-Ce复合氧化物催化剂。结果表明:铈的引入能显著提高MnO_x催化剂对丙烷燃烧的催化活性,并且当Ce/Mn摩尔比为0.2以及焙烧温度为400℃时制备得到的催化剂具有最高的催化活性。进一步研究发现,焙烧温度会显著影响MnO_x氧化物的物相结构和催化活性。而Ce的引入改变了MnO_x催化剂在相同焙烧温度下的物相组成,提高了催化剂表面活性氧的比例和氧化还原性能,从而增强了MnO_x催化剂的丙烷燃烧性能。

可还原性载体担载金催化剂低温CO氧化的研究

研究了可还原性载体MnOx及CeO2担载纳米金催化剂前后的低温CO催化氧化性能。采用程序升温还原（H2-TPR）、N2吸附-脱附、X射线衍射（XRD）、O2程序升温脱附（O2-TPD）等表征手段对可还原性载体及担载型金催化剂进行了表征。Au的引入使催化剂样品活性明显增强。Au颗粒与可还原性载体不同的相互作用导致可还原性载体担载金催化剂前后的活性规律发生改变。