Y改性对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

为提升V2O5-MoO3/TiO2催化剂的脱硝性能,扩展催化剂活性温度窗口,对催化剂进行Y改性处理。采用XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、拉曼光谱、NH3-TPD、XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明,添加0.3%的Y可以增加催化剂上聚合钒物种,提高催化剂V4+/V5+、(V4++V3+)/V5+的摩尔比率,同时,还能增加催化剂上化学吸附氧(Oα)的含量。然而,过量的(0.6%、0.9%)Y会导致催化剂还原性能和酸性性能的显著降低,对催化剂的脱硝性能有负面影响。4种催化剂中,VMo Y(0.3)/Ti催化剂的脱硝活性最佳。

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V2O5-MoO3/TiO2脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga2O3质量分数的V2O5-MoO3-Ga2O3/TiO2脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示:Ga的添加对催化剂上MoOx物种的影响不大,但降低了催化剂上VOx物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga2O3质量分数为0.2%时,V2O5-MoO3-Ga2O3/TiO2催化剂的脱硝性能最佳。

载体对V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂表面性质及其选择性催化还原脱硝性能的影响

采用比表面积分别为101．86m^2·g^-1（A）、86．37m^2·g^-1（B）和7．78（C）m^2·g^-1（C）的TiO2载体，通过分步浸渍法制备V2O5-MoO3／TiO2（A，B，C）选择性催化还原脱硝催化剂。在空速为10000h^-1和氨氮体积比1．0条件下，以TiO2（A）与TiO2（B）为载体制备的催化剂脱硝活性在反应温度窗口（350—450）℃超过90％，且具有良好的高温抗硫中毒性能和相对较小的氨气氧化率。而以Ti02（C）为载体制备的脱硝催化剂活性温度窗口窄，在350℃时获得的最高脱硝活性仅为73％，且对NH3的氧化作用较强。利用X射线衍射、低温N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱、H2程序升温还原和NH3程序升温脱附等对载体和催化剂进行表征。结果表明，活性组分V2O5在载体TiO2（A）上分散性良好，主要以孤立态钒氧物种形式存在，因此，以TiO2（A）为载体制备的催化剂比表面积、氧化还原性和表面酸性等性能更优。

V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂的NOx选择性催化还原及SO_2氧化活性

采用浸渍法以TiO2为载体制备V2O5-MoO3/TiO2选择性催化还原催化剂,研究V2O5和MoO3负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO2氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V2O5-6%MoO3/TiO2催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V2O5负载质量分数增加,V2O5-MoO3/TiO2催化剂的选择性催化还原活性和SO2氧化活性均呈上升趋势。MoO3的负载对催化剂的SO2氧化活性有明显抑制作用。MoO3负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO2转化率小于1%。

Pr掺杂对V2O5-MoO3／TiO2催化剂NH3-SCR反应活性的影响

采用溶胶一凝胶法制备了不同Pr掺杂量的Pr6O11-TiO2载体，并以浸渍法制备了V2O5-MoO3／Pr6O11-TiO2催化剂．活性评价结果表明，该催化剂在220～400℃范围内具有良好的脱硝效率和N2选择性以及较强的抗SO2和H2O性能．表征结果表明，掺杂Pr可以提高V2O5-MoO3／TiO2催化剂的比表面积、表面化学吸附氧物种浓度、桥式硝酸盐物种和Brionsted酸位数量，从而提高了催化剂上NHx的选择性催化还原（NH3-SCR）活性。

MoO_3/TiO_2-SiO_2催化剂的阈值效应

采用气相流动吸附法制备TiO2 /SiO2 复合载体 ,浸渍法担载一定量MoO3。用XRD、LRS和TPR等考察了MoO3在TiO2 /SiO2 表面的分散状态 ,中压固定床反应装置测定MoO3/TiO2 SiO2 、MoO3/SiO2 催化剂的噻吩加氢脱硫(HDS)、环己烯加氢 (HYD)和苯加氢 (BHD)活性。结果表明 ,(1 )TiO2 的加入有利于加强MoO3与载体之间的相互作用 ,促进MoO3在载体表面的分散 ,提高其分散阈值 ;(2 )当MoO3载量低于分散阈值时 ,其HDS、HYD和BHD活性随MoO3载量的增加而明显增大 ,但在高于分散阈值后 ,几乎保持不变 ,能明显体现负载型Mo催化剂在HDS、HYD和BHD反应中的阈值效应 ;(3 )MoO3 TiO2 /SiO2 催化剂的HDS、HYD和BHD活性都较MoO3/siO2 催化剂高 ,TiO2 能很大程度地改善MoO3/SiO2 催化剂的HDS、HYD活性。

加氢脱硫催化剂研究:TiO_2调变Al_2O_3载体对MoO_3物化行为的影响

用异丙氧基钛溶液浸渍法将一定量TiO_2覆盖在Al_2O_3表面上,制成TiO_2-Al_2O_3二元氧化物载体,然后担载上不同含量的MoO_3;运用LRS,XRD,XPS和TPR等方法考察了MoO_3的分散状态和还原行为。结果表明,TiO_2O_3表面的覆盖可削弱MoO_3与载体Al_2O_3的相互作用,抑制Al_2(MoO_4)_3的生成和增加表面上Mo原子浓度。TiO_2对Al_2O_3的调变还有利于MoO_3还原成低价Mo(Ⅳ),从而提高催化剂的加氢脱硫初活性。

MoO_3/TiO_2催化剂对NH_3选择性催化还原NO_x的研究

通过共混法制备MoO3/TiO2 催化剂 ,并在固定床反应器中进行了NH3选择性催化还原脱除NOx 的研究 .对于 1 0 0目的催化剂 ,在较低温度下 (≤ 5 83K) ,升高温度和降低空速 ,NOx 脱除率提高 ;在反应温度较高时 ,NH3氧化的副反应的影响加强 ,此时过度延长反应时间和提高反应温度反而会使NOx 脱除率降低 .在 5 83K和空速为 1 2kh- 4 时 ,NOx 转化率可达 92 %.FT IR光谱和XRD分析结果表明 ,MoO3形成分散相 ,均匀分布在TiO2 颗粒表面并形成稳定的MoO基 ,它的加入没有影响TiO2 (锐态矿型 )

MoO_3-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂对正庚烷异构化的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-SiO2复合氧化物载体,浸渍法制备了MoO3-WO3/TiO2-SiO2催化剂,通过XRD、BET表征了催化剂的物化性质,并在连续流动固定床反应器上考察了MoO3-WO3/TiO2-SiO2催化正庚烷临氢异构化反应性能,讨论了催化剂制备条件和反应条件对其正庚烷异构化催化性能的影响。结果表明,当w(MoO3)=5%、w(WO3)=15%、w(TiO2)=80%、w(SiO2)=20%、焙烧温度773K、还原温度723K、反应温度553K、还原时间6h时,MoO3-WO3/TiO2-SiO2催化剂对正庚烷异构化反应表现出最高催化活性,此时正庚烷转化率可达23.12%,异庚烷选择性可达77.32%。

V2O5-MoO3TiO2催化剂脱硝性能的研究

通过挤压成型法制备了一系列蜂窝状V2O5-MoO3/TiO2催化剂,研究了钒、钼负载量对催化剂脱硝活性的影响,测试了催化剂抗硫和抗碱金属钠中毒的性能。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜等表征手段,对新鲜催化剂和钠中毒催化剂的物理和化学性质进行分析。结果表明:当钒负载量(w)为1.5%~2.5%时,催化剂的脱硝性能随钒负载量的增加而提高;当钒负载量(w)为1.5%、钼负载量(w)为4.0%时,催化剂的脱硝性能最优;SO2对V2O5-MoO3/TiO2催化剂的中毒作用是可逆的,可以通过热处理来恢复;当Na2O负载量(w)为2.0%时,催化剂失活严重,主要是由于钠盐在催化剂表面附聚而形成不规则的白色颗粒,覆盖了活性位点,导致催化剂的表面积减小,氧化还原性变差。同时,Na掺杂会影响催化剂中元素的化学状态和表面组成,降低V5+与化学吸附的Oα的比例。

ZrO2掺杂对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用浸渍法制备了一系列V2O5-MoO3/TiO2和V2O5-MoO3/TiO2-ZrO2催化剂,考察了ω(V2O5/TiO2)、ω(MoO3/TiO2)及ω(ZrO2/TiO2)对催化剂选择性催化还原NO性能的影响。结果表明:ω(V2O5/TiO2)为3%,ω(MoO3/TiO2)为6%,ω(ZrO2/TiO2)为30%的催化剂具有最佳的脱硝活性、较低的SO2氧化率及较好的抗硫抗水性能。采用XRD、TG、BET、SEM、H2-TPR及NH3-TPD等手段,对上述催化剂的理化性能及结构进行表征。结果表明:掺杂ZrO2的催化剂具有更好的选择性催化还原NO活性,这与其较大的比表面积、较多的表面羟基、均匀的粒径、优良的氧化还原性能和较多的弱酸性位有关。

MgO修饰的V_2O_5-MoO_3/TiO_2低温SCR催化剂

V系催化剂具有良好的抗中毒能力,广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉烟气(固定源)和车辆尾气(移动源)脱硝领域。本文采用水热法制备了V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂,并通过挤出成型得到蜂窝式V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂,通过与共混法相比,发现采用水热法表现出来的较高的低温SCR活性,并研究了MgO的掺杂对V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂性能的影响,发现MgO的掺杂能够降低SO_2的转化率。并通过表征发现采用水热反应法得到的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂能使活性组分高度分散于TiO_2载体表面上,具有较高的比表面积,从而使催化剂表现出最佳的低温活性,同时MgO修饰的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂的抗硫抗水性以及抗碱金属中毒性也做出了研究。

CeO_2-MoO_3/TiO_2型无钒脱硝催化剂性能研究

以CeO_2为活性组分、MoO_3为助剂,制备了CeO_2-MoO_3/TiO_2型无钒脱硝催化剂。分析了不同活性组分、助剂、载体、制备方法和预处理方法对催化剂活性的影响,并与传统的以V2O_5为活性组分的V2O_5-WO_3/TiO_2型和V2O_5-MoO_3/TiO_2型催化剂进行比较。结果表明:以CeO_2为活性组分的无钒催化剂具有与传统钒基催化剂同样高效的脱硝性能;MoO_3助剂能有效提高催化剂的活性,且效果优于WO_3;相较于共沉淀法,采用等体积浸渍法制备的铈基催化剂具有更高的比表面积和脱硝活性;对催化剂进行硫酸浸渍预处理会抑制催化剂活性,而采用SO_2预处理则对脱硝活性有一定的提升,基于等体积浸渍法制备的5Ce-5Mo/TiO_2催化剂经SO_2硫化预处理后,在温度为350℃、空速75 000h-1的条件下脱硝效率可达89.15%。

MoO_3/TiO_2—SiO_2催化剂的阈值效应研究

采用气相流动吸附法制TiO_2/SiO_2复合载体,浸渍法担载一定量MoO_3。用XRD、LRS和TPR等技术考察了MoO_3在TiO_2/SiO_2表面的分散状态,中压固定床反应装置测定MoO_3/TiO_2—SiO_2、MoO_3/SiO_2催化剂的噻吩加氢脱硫、环己烯加氢和苯加氢活性。结果表明:(1)TiO_2的加入有利于加强MoO_3与SiO_2之间的相互作用,促进MoO_3在载体表面的分散,提高其分散阈值:(2)当MoO_3载量低于分散阈值时,其HDS、HYD和BHD活性随MoO_3载量的增加而明显增大,但在高于分散阈值后,几乎保持不变,能明显体现负载型Mo催化剂在HDS、HYD和BHD反应中的阈值效应;(3)MoO_3/TiO_2—SiO_2催化剂的HDS、HYD和BHD活性都较MoO_3/SiO_2催化剂高,TiO_2能很大程度地改善MoO_3/SiO_2催化剂的HDS、HYD活性。

MoO_3-CoO/TiO_2-Al_2O_3催化剂中TiO_2-Al_2O_3的载体效应

本文首次采用PASCA(化学分析正电子湮没谱)技术并配合激光Raman(LRS)及噻吩加氢脱硫(HDS)反应等手段,系统地研究了TiO_2改性的Al_2O_3载体对活性组分MoO_3表面结构的影响及TiO_2对MoO_3,CoO与载体间相互作用的调变效应,试图从结构和反应性能的关联上搞清TiO_2与多元氧化物之间相互作用的机理与本质。

平板式V_2O_5-MoO_3/TiO_2型SCR催化剂的中低温脱硝和抗中毒性能研究

针对中低温锅炉烟气脱硝技术需求的特点,采用等体积浸渍法,以V_2O_5为活性组分、MoO_3为助剂,制备了高钒高钼含量的V_2O_5-MoO_3/TiO_2型粉末和平板式SCR脱硝催化剂,考察了活性组分和助剂含量对催化剂活性以及抗SO_2和H_2O中毒性能的影响,对反应前后的催化剂进行了微观表征,并针对最优催化剂研究了其在不同烟气工况下催化剂的脱硝性能。结果表明,提升V_2O_5负载量可以有效提高催化剂的脱硝活性;MoO_3助剂的添加也可以提高催化剂的脱硝活性。XPS、XRF、FTIR等表征结果表明,MoO_3的含量会影响催化剂中V^(4+)/V^(5+)的比值,其相对含量的增加有利于催化剂中非化学计量钒物种的形成以及化学吸附氧比例的增加,钼与钒物种间的交互作用是抑制SO_2和H_2O对催化剂的毒化作用的关键。3V_2O_5-10MoO_3/TiO_2平板式催化剂在温度为200℃、空速为3 500 h^(-1)含SO_2和H_2O烟气条件下,经30 d连续反应,脱硝效率稳定维持在82%左右,该催化剂在中低温下具有优异的抗SO_2和H_2O中毒性能以及稳定性。

MoO_3/TiO_2复合催化剂的制备及光活性

以商业锐钛矿TiO2和钼酸铵水溶液作为前驱体,利用浸渍-焙烧的方法制备了MoO3与TiO2不同质量比率的MoO3/TiO2复合光催化剂。采用X射线衍射、高分辨透射电镜和紫外-可见漫反射对其进行了表征。以甲基橙为光催化反应的模型化合物,评价了其紫外光催化活性和MoO3/TiO2复合光催化剂的紫外产氢活性。通过添加各种自由基清除剂研究了甲基橙在光催化反应过程中的活性物种。结果表明:与纯的MoO3和TiO2相比,20%MoO3/TiO2光催化剂在400～700 nm区域具有更强的光吸收性能并且吸收带边向长波方向移动。在所有MoO3/TiO2样品中,20%MoO3/TiO2光催化剂具有最高的紫外光活性。·OH,h+,·O-2和H2O2,特别是h+,共同支配了甲基橙的光催化降解过程。

V_2O_5/TiO_2与MoO_3/TiO_2催化剂表面结构形貌及其对催化氧化碳烟活性的影响

为研究纳米级V_2O_5与MoO_3催化剂表面结构对其催化氧化碳烟活性的影响,以TiO_2为载体,采用等体积浸渍法制备了不同负载率(5%、10%、20%、40%)的V_2O_5/TiO_2与MoO_3/TiO_2催化剂,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对比研究了2种催化剂在TiO_2载体上的分散状态及物相结构.以Printex-U碳黑为试验用碳烟,采用热重分析仪对V_2O_5与MoO_3催化剂催化碳烟氧化的活性进行了比较.结果表明:V_2O_5与MoO_3在TiO_2载体上均存在一个单层分散饱和阈值,分别为V20(负载率为20%,下同)、Mo10,在该阈值前后活性组分在载体上分别以单层分散状态和明显的晶态存在.对于V_2O_5催化剂,其最佳催化活性出现在负载率接近单层分散饱和阈值时,与无催化状态相比,Ti(起燃温度)、Tp(最大失重率温度)以及Tf(燃尽温度)分别下降了69.1、46.0、23.0℃,有明显的阈值效应.而对于MoO_3催化剂,因其自身低熔点性而表现出良好的表面迁移能力,再加上α-MoO_3晶体特有的层状结构,使其可释放出更多的晶格氧,随着负载率的增加,该催化剂催化氧化碳烟活性持续增加,并且未观察到明显的阈值效应.研究显示,在相同负载率下,MoO_3催化剂催化氧化碳烟活性均高于V_2O_5催化剂.

K2O对V2O5-WO3／TiO2催化剂的中毒作用

实验室制备了V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂,采用模拟中毒法,在此催化剂上负载碱金属氧化物K2O,通过BET,XRD,SEM等方法对微观结构进行表征.在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现:K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高;较大含量的K2O(nK/nV=1,摩尔比)使催化剂比表面积有所减少,催化剂颗粒发生轻微团聚,微观结构变化不大,但NO的脱除率小于50%(380℃),N2O的生成率和SO2的氧化率均增加;K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降.

纳米负载型V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂碱中毒及再生研究

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂。采用浸渍法模拟碱金属中毒,研究了中毒及再生对催化剂脱硝活性的影响,运用XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS技术表征分析了碱金属对催化剂的失活作用。实验表明,碱金属能使催化剂活性降低,钾的毒性大于钠。FT-IR结果显示,催化剂以Lewis酸作为活性酸位。H2-TPR、XPS结果表明,钾的加入降低了催化剂的氧化能力,主要影响了催化剂表面的吸附氧。采用单纯的水洗方法并不能提高催化剂活性,而酸洗再生后催化剂在较高反应温度下活性得到较好的恢复。