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.

Ti_(3)C_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂制备及其还原Cr(Ⅵ)性能研究

构建异质结复合光催化剂促进光生电荷的分离是提升半导体光催化活性的有效途径。本研究通过一步溶剂热法在NH_(2)-MIL-125(Ti)的合成过程中引入Ti_(3)C_(2)制得Ti_(3)C_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、光致发光谱图、光电流响应研究了催化剂的晶相结构、形貌及其光生载流子的分离效率,并考察了可见光光催化还原Cr(Ⅵ)的性能。结果表明,制得的复合光催化剂在光照60 min后对Cr(Ⅵ)的去除率可达100%,是纯NH_(2)-MIL-125(Ti)的2.5倍。这归因于具有良好导电性的Ti_(3)C_(2)纳米片为光生载流子提供了一个快速通道,加速了复合材料中电子的传输和迁移。

Mn-Fe/TiO_2低温NH_3选择性还原NO催化活性及其反应机制

采用共沉淀沉积法制备了Mn-Fe/TiO2NH3选择性催化还原(SCR)NO催化剂,80℃时即获得了92.5%的NOx转达化率,在(H2O)=6%和(SO2)=0.01%条件下120℃时转达化率保持在95%以上。X衍射光谱(XRD)结果表明,Fe2O3与与MnO2存在相互作用,两者均匀地分散在载体TiO2表面。傅立叶转换红外(FT-IR)及原位红外(SituIR)光谱分析得出反应机理为:Fe2O3为助催化剂,NH3主要以-NH2形式吸附在MnO2的Lewis酸中心上,与NO生成中间产物NH2NO,再分解成最终产物N2和H2O;少量以NH4+形式吸附在Brnst酸中心上。O2能同时增加Lewis酸中心和Brnst酸中心形成中间产物的途径。

ZrO_2-TiO_2-CeO_2的制备及其在NH_3选择性催化还原NO中的应用

采用共沉淀法制备了载体材料TiO2、ZrO2-TiO2及ZrO2-TiO2-CeO2,并利用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(NH3-TPD)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对三种载体材料进行了表征.结果表明,ZrO2-TiO2-CeO2具有较多的表面强酸位,并具有一定的储氧性能和较强的氧化还原性能.以三种材料为载体,制备了质量分数分别为1%、9%的V2O5、WO3的整体式催化剂.研究了三种催化剂在富氧条件下用NH3选择性催化还原NO的催化性能.结果表明,以ZrO2-TiO2-CeO2为载体的催化剂在反应空速为10000h-1,275℃时,NO的转化率接近100%,具有最好的催化活性,并有良好的应用前景.

NH_3选择性催化还原NO数学模型

针对小型反应器内装填的整体式V2O5-WO3-MoO3／TiO2催化剂上进行的NH3选择性还原NO的反应，建立了小型反应器内温度分布模型、浓度分布模型、催化剂用量的计算模型以及催化剂内部NO浓度的分布模型．应用所建模型，对反应器内的温度、浓度以及催化剂内的浓度分布进行了定量分析．结果表明，在不同进口温度下，反应器内温度沿反应器高度方向升高约30-50K；催化剂厚度存在最佳值，该最佳值应综合考虑NO转化率和催化剂磨损等条件而定．试验结果表明，模型计算得到的理论值和试验数据具有良好的一致性．

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。

低温NH_3选择性催化还原脱硝催化剂Mn_1Fe_xCe_(1-x)/TiO_2抗硫再生性能研究

通过共沉淀法制备了Mn1Fe1-xCex/TiO2催化剂,以NH3为还原剂,考察了催化剂的脱硝性能及抗硫再生性能。结果表明,Mn1Fe0.9Ce0.1/TiO2催化剂表现出最佳的脱硝活性和优良的抗硫性能,在140℃时NO转化率可达到100%。在烟气中通入的SO2浓度小于等于80mg/m3时,催化剂只发生可逆性中毒,当SO2浓度大于80mg/m3时,在催化剂表面会生成硝酸盐及硫酸盐等物质导致不可逆失活,但中毒失活催化剂在经水洗后可实现再生,NO的转化率可基本恢复至新鲜催化剂水平。

Mn-Y/TiO_2低温NH_3选择性催化还原NO性能研究

研究了稀土金属Y掺杂Mn/TiO2催化剂的低温NH3选择性催化还原NO性能。采用溶胶凝胶法制备Y掺杂的TiO2载体,负载前驱体硝酸锰构成了Y掺杂的Mn-Y/TiO2催化剂。考察Y的掺杂量,操作条件如反应温度、氧含量、进口NO浓度和空速等因素对其催化还原NO性能的影响。结果表明,Y与Ti的最佳摩尔比为1.5%,X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)分析Y掺杂抑制了锐钛矿晶相的转移,有利于催化剂比表面积增大,从而提高催化剂的活性;在反应温度180℃、空速14000h-1、氧含量为3%、NO浓度0.06%及体积比φ(NH3)/φ(NO)为1的条件下,Mn负载量为5%,焙烧温度500℃下制备的MnTiY催化剂对NO的转化率达到93.5%。

NH_3选择性催化还原烟气中NO的反应动力学

采用自行研制的V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂在微型积分反应器上对NH3还原NO的反应进行了微观动力学试验,考察了温度、空速值对NO转化率的影响,并得出反应的微观动力学方程,确定了相关的动力学参数。通过小型试验台的试验,考察了反应气体在催化剂内部的传质、扩散过程对反应速率的影响,建立了催化剂有效因子的计算模型和宏观反应速率方程。试验结果表明,用该模型计算得到的理论值和试验数据具有良好的一致性。

α-Fe_2O_3表面结构对NH_3选择性催化还原NO活性的影响(英文)

通过水热法合成了两种具有不同形貌的α-Fe2O3纳米棒和纳米立方体,并探索了它们的中温NH3选择性催化还原(NH3-SCR)NO的活性.NH3-SCR测试表明α-Fe2O3纳米棒具有更高的催化活性.X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)结构分析表明:α-Fe2O3纳米棒暴露有高表面能的{110}活性面,而纳米立方体暴露的主要是低表面能的{012}晶面.H2程序升温还原(H2-TPR)和NO程序升温脱附(NO-TPD)结果证明纳米棒比纳米立方体具有更高的氧化还原性能.因此,α-Fe2O3纳米棒由于暴露高表面能的活性面具有比纳米立方体更高的NH3-SCR性能.

磁性铁钛催化剂的制备及其NH_3选择性催化还原NO性能

利用微波热解辅助共沉淀方法制备磁性铁钛复合氧化物催化剂,探讨了钛掺杂对铁氧化物SCR（选择性催化还原）脱硝活性的影响规律,并借助XRD（X射线衍射）、N2吸附研究钛掺杂前后铁氧化物晶相和微观孔隙结构的变化趋势.结果表明：微波热解辅助共沉淀方法制备的单一铁氧化物表现出强烈的α-Fe2O3晶相,掺杂钛会提高铁氧化物的稳定性;当钛掺杂物质的量比为0.25时,铁钛复合氧化物存在γ-Fe2O3和α-Fe2O3两种晶相;钛掺杂可细化铁氧化物孔径,增大其比表面积和比孔容,从而提高其中低温NH3-SCR脱硝性能,合适的钛掺杂物质的量比为0.25;在空速比为60 000/h条件下,275-00℃区间Fe0.75Ti0.25Oz取得了高于90%的NOx转化率.

MnO_x-WO_3/TiO_2用于NH_3选择性催化还原NO_x的性能与抗SO_2毒性研究

研究了Mn-W/TiO2用于NH3选择性催化还原NOx体系的催化反应性能,探索了不同温度条件下该催化剂对抗不同SO2浓度的抗毒性能。结果显示WO3能够增加活性酸中心的数量和酸性,是MnOx/TiO2非常有效的助催化剂。在气体体积空速(gaseous hourly space velocity,GHSV)为18900h-1时100～350℃范围内,Mn-W/TiO2催化剂还原NOx的转化率高达80.3%～99.6%,N2选择性达100%～98.7%。当反应气中有0.01%SO2和6%H2O时,120℃NOx转化率可维持在98.5%,当SO2浓度超过0.01%时,则需将反应温度升高到250℃以上才可消除其干扰,而当SO2浓度高达0.07%时,300℃下转化率可长期维持在99%,达到了商用V-W/TiO2催化剂的水平。对于NH3选择性还原NOx体系Mn-W/TiO2显示了极好的催化性能,是目前抗SO2毒性最强的催化剂之一。试验发现,低温条件下,SO2对Mn-W/TiO2催化剂的影响是可逆的,随着反应温度的提高,活性将自然恢复。

V_2O_5/TiO_2催化剂上NH_3选择性催化还原NO反应动力学研究

采用浸渍法制备了V2O5/TiO2催化剂,研究了V2O5/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO的反应动力学,运用Eley-Rideal机理模型确定了相关的动力学参数,推导出本征动力学方程,得到反应的活化能为41.9 kJ/mol。

负载型锰氧化物催化剂催化NH_3选择性还原NO_x

使用浸渍法制备了Mn/TiO2,Mn/Al2O3,Mn/ZrO2,Mn-Y(Y=Ce,Fe,Ni,Co)/TiO2催化剂,用XRD,BET对催化剂进行了表征,同时在模拟NH3选择性还原NOx的反应条件下对催化剂的活性和选择性进行了考察。结果表明,载体的性质明显影响了Mn氧化物催化剂的活性,其中Mn/TiO2催化剂具有更佳的催化NH3选择性还原NOx的催化活性;Ce,Fe等其他金属的添加显著提高了Mn/TiO2催化剂的催化活性;随着Mn-Ce负载量的增加,Mn-Ce/TiO2催化剂的活性有显著提高。

新型低温NH_3选择性还原NO_x催化剂研究

制备了一种新型催化剂,其由二氧化钛负载锰氧化物(MnOx/TiO2)组成。对不同负载量与不同焙烧温度的MnOx/TiO2进行了低温NH3选择性催化还原NOx的试验研究,结果表明,NOx的转化率随负载量增加而提高,而N2选择性则相反,焙烧温度同时影响催化活性和N2选择性。借助X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、孔容、孔径、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、程序升温还原(TPR)及NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等测试手段,寻求最佳的MnOx/TiO2制备条件。结果显示,在相同负载量(以Mn计)下,MnO2的活性及选择性高于MnO2与Mn2O3的混合物;在空速(GHSV)12 600 h-1、80℃时NOx转化率达97%,120℃时NOx转化率和N2选择性近似100%。试验结果表明,作为低温NH3选择性还原NOx的基础,MnOx/TiO2催化体系具有重要的理论与实践意义。

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

基于V-W/Ti基催化剂的NH_3选择性催化还原NO_x的试验研究

针对一使用SCR技术满足欧-Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V-W/Ti基催化剂的选择性催化还原NO的反应进行了试验研究,分析了在不同温度、空速、NH3/NO摩尔比的情况下对DeNOx性能的影响。试验结果表明,温度对催化还原性能的影响最大,在低温下,由于催化剂活性不高,NOx的脱除效率很低,随着反应温度的升高,催化剂活性升高,NOx脱除率随之急剧升高,在300℃～450℃范围内达到较高的NOx脱除效率;随着NH3/NO摩尔比的增加,还原效率并未明显增加,但NH3的氧化和泄漏越来越严重;另外,空速对低温下还原效率也存在一定的影响。

Cu-SSZ-13/堇青石整体式催化剂的原位合成及其NH_3选择性催化还原NO性能

采用水热合成技术,在堇青石蜂窝陶瓷载体上原位合成了SSZ-13分子筛,并借助X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段对其进行表征.在此基础上,研究了合成时间对催化剂结构和机械性能的影响.另外,使用固定床反应器测试了离子交换度为50%的Cu-SSZ-13/堇青石催化剂和Cu-SSZ-13催化剂水热老化前后的氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)NO性能.结果表明,通过原位合成法制备的Cu-SSZ-13/堇青石催化剂在200-500°C的窗口温度内能达到80%以上的转化率,并在300°C时达到96.4%的转化率.在850°C水热老化12 h后,Cu-SSZ-13催化剂完全丧失了催化性能,而Cu-SSZ-13/堇青石催化剂在300°C时仍然保持91%的转化率.使用XRD和固体27Al核磁共振(^(27)Al NMR)的方法,研究了水热老化前后两种催化剂结构的变化,结果表明,当水热老化12 h后,Cu-SSZ-13基本丧失了SSZ-13结构特征峰,而Cu-SSZ-13/堇青石仍然保持了一定的SSZ-13骨架结构.证明了通过原位合成法制备的Cu-SSZ-13/堇青石催化剂具有较好的抗水热老化性能.

蜂窝状筛网催化剂上NH_3选择性催化还原NO的工艺特性

采用蜂窝状筛网催化剂进行NH3选择性催化还原NO的反应 ,考察了温度、空速、进料比及进料气、氧、水含量等因素对其催化性能的影响。结果表明 :进料气含量和进料比的增加均可提高NO的转化率 ;体积分数 2 %的氧便可封闭催化循环 ,显著提高NO转化率 ;当水体积分数在 2 %以内时 ,水的添加将导致NO转化率的降低。蜂窝状筛网催化剂与蜂窝状堇青石催化剂相比 ,具有优异的非稳态响应特性 。

γFe_2O_3的选择性催化还原脱硝性能及其对NH_3和NO的表面吸附行为研究

采用γFe2O3纳米粉末制备选择性催化还原（selective catalysis reduction,SCR）脱硝催化剂,通过XRD、BET对催化剂进行表征,并对此催化剂的低温SCR脱硝性能在一固定床反应器中进行考察;此外通过原位红外漫反射光谱法（diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy,DRIFTS）研究了反应物在催化剂表面的吸附活化。结果表明,实验所采用的Fe2O3为纯γ相,具有较高的热稳定性和脱硝效率。DRIFTS实验研究表明,NH3主要吸附到γFe2O3催化剂表面L酸位形成吸附态的NH3,在小于270℃时有部分NH3吸附到B酸位生成NH4＋;O2的存在能促进吸附到L酸位上的NH3发生脱氢反应生成NH2,并能够大大促进NO在催化剂表面吸附生成硝酸盐和吸附态的NO2,从而促进低温下的SCR反应。在90～360℃的温度区间内可能遵循两种反应途径,主要反应是吸附在L酸位的NH3脱氢生成NH2,然后和气态的NO反应生成N2和H2O;在低于240℃时,可能存在另外一种反应途径,中间产物NO2（NH4^＋）2与NO反应生成N2、H2O和H＋。