轧制油泥资源化利用制备Fe_(2)O_(3)脱硝催化剂

通过焙烧从固体废钢轧制油泥中分离固相,制备Fe_(2)O_(3)脱硝催化剂,利用X射线衍射分析、NH_(3)程序升温脱附、H_(2)程序升温还原等一系列表征手段探究催化剂的物化性质并考察其对氮氧化物(NO_(x))的氨选择性催化还原性能。结果表明,在450℃空气焙烧条件下制备的催化剂(H-450)在300~400℃温度窗口下的脱硝活性最佳,NO_(x)转化率在85%以上。H-450主要表现为γ-Fe_(2)O_(3)活性晶型,同时具有较多的低温可还原铁物种和B酸,因此具有较高的活性。抗SO_(2)和H_(2)O中毒性能试验结果表明,体积分数10%H_(2)O和体积分数100μL LSO_(2)同时存在的气氛比分别单独通入体积分数10%H_(2)O或体积分数100μL LSO_(2)的气氛对催化剂的毒化作用更严重。

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%。

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。

基于α-Fe_(2)O_(3)的Z型异质结光催化剂研究进展

基于2种及以上半导体材料合理构建异质结构,可以整合多种组分的优势,促进光生载流子分离,扩大光吸收范围并保留光催化剂的高氧化还原能力,在太阳能利用和转换过程中有巨大的潜在应用。赤铁矿(hematite,α-Fe_(2)O_(3))具有含量丰富、带隙合适和理论析氢效率高等多种优点,α-Fe_(2)O_(3)异质结构的构建一直是重要的研究方向。本文首先简要概述了光催化机理和异质结类型,尤其着重介绍了具有独特的光生载流子流动途径和优异光催化性能的Z型异质结;接着系统评述了近年来基于α-Fe_(2)O_(3)构建Z型异质结系统的热门光催化材料,并对未来有待进一步研究和解决的科学研究方向做一展望。

Al_(2)O_(3)晶型对Pt/Al_(2)O_(3)-Cl催化剂物化性质及其催化C_(5)/C_(6)异构化性能的影响

以拟薄水铝石粉和湃水铝石粉为前驱体,通过挤条成型和焙烧制备了3种不同晶型(γ、θ、η)Al_(2)O_(3)载体,并分别经负载Pt和氯化制备了3种Pt/Al_(2)O_(3)-Cl催化剂(Pt/γ-Al_(2)O_(3)-Cl、Pt/θ-Al_(2)O_(3)-Cl和Pt/η-Al_(2)O_(3)-Cl);采用X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附(BET)、吡啶红外(Py-IR)、透射电镜(TEM)、NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)-TPD)等手段表征了3种Al_(2)O_(3)载体及Pt/Al_(2)O_(3)-Cl催化剂,并通过固定床微反装置考察了Pt/Al_(2)O_(3)-Cl催化剂的C_(5)/C_(6)异构化性能。结果表明:γ、θ、η型Al_(2)O_(3)载体经负载Pt和氯化后,晶型不发生改变,Cl含量和酸量均大幅度提高,Lewis酸酸性显著增强,比表面积和孔体积明显下降;Pt/η-Al_(2)O_(3)-Cl催化剂的比表面积和酸量最大,C_(5)/C_(6)异构化活性最高,Pt/γ-Al_(2)O_(3)-Cl次之,Pt/θ-Al_(2)O_(3)-Cl最低;在温度为150℃、压力为3.2 MPa、进料质量空速为1.5 h^(-1)、氢/烃摩尔比为1.0的条件下,Pt/η-Al_(2)O_(3)-Cl催化剂作用下,C_(5)异构化率、C_(6)异构化率和C_(6)选择性分别为77.13%、88.68%和31.87%。

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。

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。

包覆型催化剂WO_3-TiO_2的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,采用水解法制备金红石型TiO2粉体,用浸渍法将制备的TiO2粉体包覆不同浓度的WO3(记为WO3-TiO2),并采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(LRS)、透射电镜(TEM)和紫外?可见漫反射光谱(DRS)等手段对所得的光催化剂进行了表征。以紫外光为光源,Fe3+为电子牺牲剂,包覆型WO3-TiO2粉体为光催化剂,通过光催化分解水析氧实验,研究催化剂的光催化活性。结果表明:WO3包覆能显著提高TiO2的光催化活性,在12 h内,包覆2%WO3的TiO2光催化分解水产氧速率最高,达到约420μmol/(L.h)。

纳米负载型V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂碱及碱土金属中毒

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂,采用浸渍法模拟碱及碱土金属中毒,研究中毒对催化剂脱硝活性的影响,通过BET、XPS、NH3-TPD技术分析了碱及碱土金属对催化剂的失活作用.结果表明,碱及碱土金属K、Na、Ca能够明显降低催化剂脱硝活性,350℃时,K、Na中毒催化剂活性降低了约30%左右,Ca中毒催化剂降低了20%.碱及碱土金属没有改变催化剂表面物种组成,催化剂活性与催化剂表面强氨气吸附位数量具有线性关系,K、Na、Ca与催化剂表面活性酸位结合,使催化剂中毒.

新型WO3/TiO2纳米管催化剂的合成及其在环戊烯选择氧化反应中的性能研究

采用水热合成法以P25为原料制备了介孔TiO2纳米管,并根据TEM和XPS表征结果对其形成机理进行了初步分析.然后,以制备出的介孔TiO2纳米管为载体,钨酸铵为钨源,采用传统浸渍方法制备了介孔WO3/TiO2纳米管催化剂.利用N2吸附,TEM,XRD,XPS及Raman等手段对固载后的多相催化剂进行了表征,并研究了催化剂在环戊烯选择氧化制备戊二醛反应中的催化性能.结果表明,在介孔20%WO3/TiO2纳米管催化下环戊烯的转化率达97.9%,戊二醛的选择性高达69.3%.钨物种以高度分散状态存在于催化剂中,并与载体间存在着较强的相互作用,使得钨的溶脱量很小,脱落的钨对反应几乎没有影响.另外,催化剂具有较高的稳定性,可以重复套用7次.失活后的催化剂可通过简单焙烧的方式再生.

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。

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。

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。

微乳液制备粉煤灰微珠负载型La^(3+)、Fe^(3+)共掺杂TiO_2光催化剂

以粉煤灰微珠为载体,采用微乳液法制备La3+、Fe3+共掺杂TiO2光催化剂.并用透射电镜、扫描电镜对复合粒子的形貌进行观察;X射线衍射对煅烧后复合粒子中的组分进行分析;分光光度法测得TiO2在粉煤灰微珠表面的包覆率;分光光度计测定催化剂甲基橙的脱色率.实验结果表明:采用微乳液法制备的负载型Fe3+、La3+共掺杂TiO2尺寸均匀,分散度较好,包覆率达到35.67%,甲基橙的脱色率为48%,催化剂可再生5次.Fe3+、La3+共掺杂的协同作用使催化剂活性更高,Fe3+、La3+的最佳掺杂量分别为0.3%、1.0%.

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%。

以工业级锐钛型TiO_2为载体V_2O_5-WO_3型催化剂脱氮性能试验研究

为降低脱氮催化剂成本,以工业级锐钛型TiO2为载体,制备V2O5-WO3/TiO2型烟气脱氮催化剂,在自制催化反应器中测试其活性,研究反应温度、空速比、O2浓度、NO浓度、NH3/NO比及V2O5含量等对NO、NO2和N2O转化的影响,采用BET、FT-IR、SEM和XRD等进行微观表征,并与商业催化剂进行比较。结果表明以工业级锐钛型TiO2为载体的催化剂成本较低,在电站锅炉对于脱氮要求不太高的场合还是可行的。

蛋壳型Ru/Al_(2)O_(3)催化剂的制备及其对邻苯二甲酸酯的加氢活性

采用等体积浸渍法,通过改变Ru前体溶液pH制备了一系列蛋壳型Ru/Al_(2)O_(3)催化剂,利用SEM、电子探针微区分析、XRD、H_(2)-TPR等方法考察了不同前体溶液对催化剂Ru活性组分分布的影响,并以邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEPH)为反应物,评价了催化剂的加氢性能。实验结果表明,随前体溶液pH升高,活性组分Ru浸渍厚度变薄,形成蛋壳型催化剂。活性组分Ru浸渍厚度较小时,反应受内扩散影响较小;Ru浸渍厚度较大时,反应受内扩散影响较大。Ru浸渍厚度为190μm时,所制备催化剂对DEPH的加氢活性最高。