La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响

为了实现碳中和目标,降低内燃机碳排放,稀薄燃烧技术成为了当前重要的研究方向.该技术不仅能提高发动机燃油热效率,还能有效降低CO_(2)排放.但是稀薄燃烧往往会伴随着大量氮氧化物的产生,为了解决该问题,采用LNT-SCR耦合的NO_(x)净化技术,此时LNT的作用是将排气中部分NO_(x)转化为NH_(3),为下游的SCR提供还原剂.基于此,制备了LNT催化剂,研究催化剂对NO选择性生成NH_(3)的影响.采用溶胶-凝胶法制备了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)系列钙钛矿氧化物,并通过分步浸渍法得到了La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)负载型催化剂.利用XRD、H_(2)-TPR、NO-TPD等表征手段研究了钙钛矿氧化物的晶相结构,以及负载型催化剂的还原特性、NO_(x)吸附-脱附性能等物化性质,并且通过H_(2)选择性催化还原NO实验探究了催化剂掺杂Ce对NO转化成NH_(3)的影响.结果表明,Ce掺杂催化剂具有良好的NH_(3)产物选择性,并且显著提高了NO转化率.温度是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的决定性因素,而H_(2)和NO体积比是NO转化和NH_(3)产物选择性生成的关键性因素.其中,La_(0.95)Ce_(0.05)MnO_(3)-Ba/Al_(2)O_(3)在低温下催化活性表现最佳,在350℃、H_(2)和NO体积比为5.0时NH_(3)产物选择性为65%,NO转化率为100%.此外,所制备的La_(1-x)Ce_(x)MnO_(3)都形成了钙钛矿型结构,而且Ce掺杂催化剂的大部分Ce离子可以进入到LaMnO_(3)结构中.在催化剂适量掺杂Ce后,H_(2)消耗总面积增大、还原峰的峰值温度降低,表明掺杂Ce改善了催化剂的还原特性;同时NO吸附和脱附面积增大,表明Ce掺杂改变了催化剂的NO_(x)吸附-脱附性能.

添加剂对选择性非催化还原脱硝及NH_3氧化影响的实验研究

为了认识添加剂CO、H2和CH4对选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝反应以及NH3氧化反应的影响以及添加剂存在的条件下NH3和NO的相互作用,在电加热管式反应炉上进行了实验研究。实验结果表明,无添加剂时SNCR工艺中NH3还原NO的最佳反应温度为925℃,加入CO使最佳温度降低约50℃,加入CH4或者H2使最佳温度降低约100℃。在较低的温度下NH3氧化不生成NO,当反应温度升高,NH3接近被完全消耗时,开始有NO生成。3种添加剂都使NH3发生氧化反应的最低温度降低,并使生成NO的最低温度相应的降低。除了加入H2的工况外,NO能够显著地提高NH3的氧化消耗速率。

WO_(3)改性Cu/CeO_(2)催化剂选择性催化氧化乙二胺的性能研究

以CeO_(2)为载体、Cu物种为主要活性位点,采用浸渍法制备了一系列WO_(3)改性Cu/CeO_(2)催化剂。研究了WO_(3)质量分数对乙二胺(EDA)选择性催化氧化(SCO)性能的影响,并通过XRD、XPS、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD等方法对催化剂的物理化学性质进行了分析表征。结果表明,WO_(3)改性的Cu/CeO_(2)催化剂的N2选择性大幅提高,其中Cu/5W/CeO_(2)在337℃时对EDA实现了100%的转化率,该温度条件下NO_(x)的浓度大幅降低,同时具有较好的活性和选择性。表征结果表明,WO_(3)的引入显著提高了催化剂的酸性位点数量,促进了对反应副产物NO_(x)的催化还原,提高了反应的N2选择性。

Cu对Fe基催化剂NH_(3)-SCR性能助力作用研究

Fe基催化剂在中温范围有着良好的催化活性,而Cu基催化剂有着低温优势,因此将两者相结合,采用表面活性剂辅助法制备了Fe-Cu复合氧化物.引入Cu后,Fe-Cu催化剂的NO x转化率达90%,起燃温度下降至150℃.Fe_(2)O_(3)和CuO之间的相互作用使得催化剂的比表面积增大约1/4,且增强了Fe^(3+)的亲电性,促进NO_(2)等电负性物质的吸附.同时提高了催化剂的氧化还原能力与表面吸附氧Oα比例,NO更易向NO_(2)转变,快速SCR(选择性催化还原)进程更易发生.此外,Fe_(2)O_(3)和CuO的相互作用让催化剂拥有较多的酸性位点,有利于催化活性的提升.最终使得Fe-Cu催化剂不仅继承了Cu基催化剂的低温优势,还保持了优良的N_(2)选择性.

催化剂选择性催化氧化NH_3的新进展

在处理含NH_3的工业废气方面,氨选择性催化氧化法(NH_3-SCO)一直是研究热点。在讨论氨选择性催化氧化法(NH_3-SCO)反应机理的基础上,重点综述了关于选择性催化氧化NH_3的5种催化剂:贵金属催化剂、过渡金属催化剂、分子筛载体催化剂、复合氧化物催化剂及整体催化剂的最新研究进展,并对未来NH_3-SCO的发展进行了展望。

催化剂中Rh含量对NH_(3)及N_(2)O生成量影响研究

研究了不同Rh含量的三效催化剂对CO和NO_(x)的起燃性能,并对反应过程中副产物NH_(3)以及N_(2)O的生成规律进行研究。实验通过浸渍法制备得到不同Rh含量的Rh-Pd/Ce_(x)Zr_(1-x)O_(2)+La-Al_(2)O_(3)催化剂,采用一套专用多路固定床连续流动模拟气反应器对其性能进行评价。研究结果表明:不同Rh负载量表现出不同的N_(2)选择性,随着Rh用量的增加NO_(x)的转化性能提升。总体来看,低Rh用量的催化剂产生更多的N_(2)O和NH_(3)副产物,而随着Rh用量的增加其N_(2)选择性也增加。当温度达到400℃时,Rh用量≥0.141 g/L的催化剂基本没有N_(2)O生成,Rh用量≥0.283 g/L基本没有N_(2)O和NH_(3)生成。该研究对于优化三效催化剂中Rh配比以提升N_(2)选择性具有借鉴意义,并对于设计满足未来国Ⅶ排放标准的三效催化剂具有重要的指导意义。

用于控制CO_2氨法捕获过程中NH_3逸出的选择性催化氧化(SCO)催化剂

利用NH3选择性催化氧化(NH3-SCO)方法控制电站CO2氨法捕获过程中的NH3逸出具有良好的应用前景,但用于该方法的催化剂应该具有高低温活性、高N2选择性高、长耐久性和低成本等特性。为推进NH3-SCO技术的实用化进程,本文在文献研究的基础上,总结了几种NH3-SCO催化剂的组成、不同催化剂和不同运行条件下NH3-SCO的特性和机理以及能提升催化效果的助剂,以期为探索合适的新型催化剂和新型反应器结构提供参考。文献研究表明,Ag/Al2O3是一种具有良好低温活性的NH3-SCO催化剂,但需具备Fe-ZSM-5所具有的高N2选择性,同时,还可以考虑利用一些物质如Ce可以用来进一步提升Ag/Al2O3的低温活性。

TiO2负载的二元金属氧化物催化剂低温NH3选择性还原NOx的研究

在TiO2负载的锰氧化物(MnOx/TiO2)中引入第2种组分,制成二元金属氧化物(MnOx-A/TiO2)催化剂,A分别为Fe2O3、WO3、MoO3、Cr2O3,试验研究低温催化活性、N2选择性及抗SO2毒性。结果表明,低温催化活性从高到低依次为:Mn-W/TiO2>Mn-Fe/TiO2>Mn-Cr/TiO2>Mn-Mo/TiO2;N2选择性:Mn-Fe/TiO2>Mn-W/TiO2>Mn-Mo/TiO2>Mn-Cr/TiO2,Mn-Fe/TiO2和Mn-W/TiO2保持了较高低温催化活性的同时提高了N2选择性。当反应气中含有&(SO2)=0.01%和&(H2O)=6%,空速为12600h-1、120℃、8h后NOx转化率Mn-W/TiO2、Mn-Fe/TiO2、Mn-Mo/TiO2分别保持在98.5%、95.8%及94.2%。由此得出,WO3、Fe2O3为MnOx有效的助催化剂,可大大提高MnOx/TiO2的选择性和抗SO2毒性的能力。傅里叶变换红外光谱显示,与Fe2O3不同,WO3也提供了部分Lewis酸活性点,说明在有低浓度SO2存在下,Mn-W/TiO2显示了极好的低温NH3选择性还原NOx的催化活性。

富氢气氛下CO选择性氧化催化剂Pt/γ-Al_2O_3中添加钴的作用

研究了Pt/γAl2O3催化剂上添加Co对降低Pt负载量的效应,同时通过XRD,COTPD,H2TPR和FTIR等手段对Co助催的Pt/γAl2O3催化剂进行了表征,藉此探讨了Co的改性作用.实验结果表明,在Pt/γAl2O3催化剂中添加Co可显著降低Pt的用量和改善低温活性.在Pt负载量为wPt=0.01,Co添加量为wCo=0.015～0.03时,在φO2/φCO=1.0和120℃的较低温度下,CO转化率和O2选择性分别高达99%和47%以上.在Pt/γAl2O3催化剂中添加的Co以不完全还原的CoOx形态存在,不仅可以提供活泼氧与CO反应生成CO2,而且影响Pt的电子性能,使之较难还原.Co的引入还削弱了CO在Pt上的吸附,使CO线式吸附物种消失,同时使碳酸氢盐和甲酸盐吸附物种增加.随温度升高,Co/Pt/γAl2O3催化剂上碳酸氢盐物种消失并转化成CO2.

制备蜂窝状筛网进行NH_3选择性催化还原NO的反应

制备了蜂窝状筛网催化剂 ,并用于以NH3 为还原剂选择性催化还原NO的反应 .蜂窝状筛网催化剂具有热响应迅速、传质系数较高、压力降适中、机械强度较高、几何可变形性、抗热震性能好、催化剂回收简便和成本较低等一系列优点 .阐述了蜂窝状筛网催化剂的制备工艺 ,并采用扫描电镜、比表面积测定、X射线衍射、活性评价等手段考察了筛网预处理方法对其催化活性的影响 .实验结果表明 ,最佳的预处理方法是首先经稀酸刻蚀 ,然后于 5 0 0℃下焙烧 2

采用蜂窝状筛网催化剂进行NH_3选择性催化还原NO的反应

采用蜂窝状筛网催化剂用于以NH3为还原剂选择性催化还原 (SCR)NO的反应。考察了TiO2 负载量、催化剂组分、模件的齿高、催化剂长度以及筛网目数等因素对其催化行为的影响。结果表明 :8gTiO2 可将62 0cm2 的筛网模件表面完全覆盖 ,此时催化活性最佳。V( 1) W ( 3 ) /TiO2 的蜂窝状筛网催化剂表面存在聚合的钒基物种。催化剂长度大于 5cm时 ,不存在进口效应。筛网目数小于 2 4目时 。

Ag/Al_2O_3选择性催化丙烯还原氮氧化物表面反应机理的原位红外光谱研究

在富氧条件下Ag/Al2 O3 对以丙烯为还原剂选择性催化还原NOx 的反应有很高的催化活性 .本实验成功地利用原位红外光谱分析手段 ,在真实的催化反应条件下 ,探讨了丙烯选择性还原NOx 的反应机理 ,证实了催化剂表面反应中间体Al NCO和Ag NCO虽在真空中稳定 ,但在实际反应条件下极为活泼 .催化剂表面上R ONO和R NO2 分解成NCO是整个反应的速度控制步骤 .这一结论与在真空系统条件下对其反应机理的研究结果一致 ,证明了在这一反应体系中两种研究方法的相关性 .同时本实验还从反应机理上探讨了催化剂的水蒸气中毒现象 .水蒸气的存在阻碍了催化剂表面R ONO和R NO2 的生成 ,并进一步阻碍了反应的速度控制步骤 ,即R ONO和R NO2 向Al NCO和Ag NCO的转化 ,但这是一种完全可逆的暂时中毒现象 .

手性酒石酸酯对不对称环氧化反应动力学拆分DL-1-十四烯-3-醇的催化选择性

利用Sharpless不对称环氧化反应动力学拆分二级烯丙醇DL 1 十四烯 3 醇 ,研究了不同手性酒石酸酯催化剂 [酒石酸乙酯 (DET)、酒石酸异丙酯 (DIPT)、酒石酸环己酯 (DCHT)以及酒石酸环十二酯 (DCDT) ]对该反应的催化选择性 ,拆分所得的烯丙醇的光学纯度有一定差异 ,从 90 %到 99%ee .

WS_2/WO_3光催化选择性氧化苯甲醇制备苯甲醛

采用H2S高温硫化WO3的方法制备了一系列WS2/WO3光催化剂,利用X射线粉末衍射仪、紫外可见光谱仪分析了产物的结构及光吸收性能,考察了WS2/WO3光催化剂光催化选择性氧化苯甲醇制备苯甲醛的性能,讨论了WS2的含量、反应时间、反应液pH对光催化选择性氧化反应过程的影响.结果表明:与WO3和经深度硫化的WO3相比,适当的硫化能显著改善催化剂对苯甲醇的选择性氧化行为,反应时间及pH对苯甲醇的转化率及生成苯甲醛的选择性均有重要影响.

二氧化钛负载的二元过渡金属氧化物低温NH_3选择性还原NO_x研究

在二氧化钛负载的锰氧化物(MnOx/TiO2)中引入第2种组分,制成二元过渡金属氧化物(MnOx-A/TiO2)催化剂,A分别为三氧化二铁(Fe2O3)、三氧化钨(WO3)、三氧化钼(MoO3)、三氧化二铬(Cr2O3),试验研究其低温催化活性、N2选择性及抗SO2毒性。结果表明,低温活性:Mn-W/Ti O2>Mn-Fe/Ti O2>Mn-Cr/TiO2>Mn-Mo/TiO2;N2选择性:Mn-Fe/Ti O2>Mn-W/TiO2>Mn-Mo/TiO2>Mn-Cr/Ti O2,Mn-Fe/TiO2和Mn-W/TiO2保持了较高低温活性的同时提高了N2选择性;当反应气体中含有0.01%SO2和6%H2O,空速为12 600 h-1、120℃、8 h后Mn-W/TiO2、Mn-Fe/TiO2、Mn-Mo/TiO2的NOx转化率分别保持在98.5%、95.8%及94.2%。由此得出,WO3、Fe2O3为MnOx有效的助催化剂,可大大提高MnOx/TiO2的选择性和抗SO2毒性的能力。傅里叶变换红外光谱显示,与Fe2O3不同,WO3也提供了部分Lewis酸活性点,在有低浓度SO2存在下Mn-W/TiO2显示了极好的低温NH3选择性还原NOx的催化活性。

Ru1LaxOδ／γ-Al2O3催化剂上CO选择性氧化去除性能及焙烧温度的影响

采用共浸渍法制备了一系列Ru1LaxOδ／γ-Al2O3复合氧化物催化剂，考察了La2O3的加入量、焙烧温度对CO选择性氧化反应性能的影响。添加La2O3的Ru1LaxOδ／γ-Al2O3催化剂在110～170℃时能达到99％以上的CO转化率，选择性相对较高；镧的加入提高了催化剂的热稳定性。在500℃以前焙烧钌的晶粒大小变化不大，但是焙烧温度达到了600℃后，晶粒明显长大，催化剂活性也随之下降。

Ru-La-O/γ-Al_2O_3复合催化剂上CO选择性氧化脱除及再生

采用分步浸渍法制备了一系列Ru1-Lax-Oy/γ-Al2O3复合氧化物催化剂,在固定床微反装置中进行CO选择性氧化催化性能研究。考察了催化剂上不同La2O3添加量、不同再生方法对催化剂CO选择性氧化反应性能的影响,并通过TPR、XRD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,添加w(La)=10%的Ru1-La10-Oy/γ-Al2O3催化剂在110℃～170℃温度区间具有99%以上的CO转化率,并且催化剂的选择性相对较高。经氮气、氢气及氧气再生处理后的Ru1-La10-Oy/Al2O3催化剂,其催化活性有所不同,其中经氧气处理后的催化剂,表面吸附氧含量较高,活性恢复较好。

烟气中氮氧化物的NH_(3)法选择性催化还原技术研究进展

与燃烧前和燃烧中减排技术(<50%)相比,高效率的燃烧后减排技术(>80%)在NOx减排中越来越受到重视。本文主要讨论NH_(3)法选择性催化还原技术(NH_(3)-SCR)研究现状,对不同NH_(3)-SCR催化剂进行讨论,包括贵金属催化剂、钒基催化剂、金属氧化物催化剂、锰基催化剂和二维层状催化剂。指出开发具有更高活性的NH_(3)-SCR催化材料,可以克服NH_(3)-SCR技术缺点,降低NH_(3)-SCR技术成本,实现烟气中NOx超低排放。

Mn-TiO_(2)催化剂NH_(3)-SCR协同CO氧化性能

选取Mn-TiO_(2)催化剂,考察NO转化率、CO氧化率,以及NH_(3)-SCR协同CO氧化性能。在NH_(3)-SCR气氛下,20Mn催化剂的NO转化率优于0Mn催化剂;在CO氧化气氛下,20Mn催化剂在260℃达到89.2%的CO氧化率,而0Mn催化剂几乎没有CO氧化活性。此外,在NH_(3)-SCR协同CO氧化气氛下,0.1%CO对20Mn催化剂NO转化率没有明显影响,而CO高效氧化温区向高温偏移。表明添加锰化合物显著提升催化剂NO转化率和CO氧化率。适量的锰化合物可以均匀地单层分散于催化剂表面,增强催化剂氧化还原性能,作为活性反应位点参与NH_(3)-SCR和CO氧化反应。

不同WO_3含量对CeO_2-ZrO_2-WO_3催化剂在NH_3选择性催化还原NO中的影响

采用水热法制备了CeO2-ZrO2-WO3（CZW）催化剂,考察了WO3含量对CZW催化剂上NH3选择性催化还原NOx性能的影响,并利用X射线衍射、N2吸附-脱附、H2程序升温还原、NH3和NO程序升温脱附等方法对其进行了表征。结果表明,WO3以无定形的形式存在于催化剂中,添加WO3后显著提高了催化剂的表面酸性,并且在CZW催化剂上出现了强吸附的NO物种,从而有利于提高催化剂的活性。另外,适量的WO3引入将增大催化剂的比表面积,促进催化剂的氧化还原性能,这将有利于提高SCR的催化活性。和CeO2-ZrO2催化剂相比,当WO3的含量为20%时,CZW催化剂表现出良好的抗硫性能。此外,当空速为60000h-1时,在200~463℃,该催化剂显示出了大于90%NOx转化率。