降低船舶NOX排放的NO催化氧化联合SCR试验研究

用浸渍法制备钴基催化剂,考察了载体、活性组分负载量、焙烧温度、助剂等制备条件对钴基催化剂催化氧化NO性能的影响。结果表明,以Zr O_2为载体,活性组分负载量为10%,表面活性剂含量5%,在350℃焙烧的催化剂具有最佳的NO催化氧化性能,在NO进口的体积分数7×10^(–4)、O_2体积分数5%、空速27 000 h^(-1)的条件下,200℃时NO氧化率可达49%,满足快速SCR的条件。对NO催化剂进行孔隙结构及XRD表征,结果表明催化剂比表面积的大小不是决定催化剂活性的必要条件,而Co_3O_4晶体平均颗粒尺寸的大小对催化剂活性有一定影响。考察空速对催化剂效率的影响,发现NO催化氧化剂在较高空速下仍具有一定活性,并对低温、高空速条件下SCR的反应效率有较大提升。在180℃时,SCR的NO去除效率由联合前的53%提高至65%。

SO2对NO催化氧化过程的影响Ⅲ.γ-Al2O3载体酸碱性的影响

研究反应温度为423 K时SO2对载体γ-Al2O3上NO氧化过程的影响.在基本弄清了载体对SO2的吸附有利于SO2促进NO氧化反应的基础上,考察了不同浓度的NaOH和H2SO4预处理的γ-Al2O3 对 SO2的吸附能力及对NO的氧化性能.结果显示,与未处理的γ-Al2O3相比,经高浓度(1 mol*L-1)的酸碱处理后γ-Al2O3对SO2的吸附能力发生了显著的变化,但在SO2气氛中对NO的氧化能力都明显减退,尤其是酸处理对γ-Al2O3的吸附和催化性能有破坏作用.低浓度(0.1 mol*L-1)酸碱处理对γ-Al2O3吸附SO2的能力影响不大,但SO2对NO氧化反应的增强效应有明显改善,特别是酸处理后γ-Al2O3上NO的氧化转化率能在较长时间内保持较高水平.说明对于SO2气氛中NO的氧化,载体需要适当的酸碱中心.

汽车尾气中NO催化剂TbMn_(2)O_(5)的制备和性能研究

当前汽车保有量激增,为减少汽车尾气污染物的排放,人们正在积极寻找高效的NO催化剂。文章以硝酸稀土硝酸盐及其他无污染的无机物为原料,利用水热法成功制备出颗粒较均匀的莫来石纳米晶体TbMn_(2)O_(5)材料,利用XRD、SEM、BET等手段对其晶体结构、形貌等进行了分析表征。对TbMn_(2)O_(5)催化NO性能进行了测试,结果表明其具有较好的NO催化氧化性能。

催化氧化-还原吸收法脱除工业含湿废气中NOx

基于精细化工、制药行业排出NOx废气氧化度低、氧气含量高的特点，提出以改性活性炭（MAC）为催化剂的催化氧化．还原吸收脱除NOx的方法。考察了相对湿度、氧化温度、氧化时间对NO催化氧化以及还原液种类对NOx吸收的影响。结果表明，随着相对湿度的增加NO转化率急剧下降，但随着氧化时间的延长有所提高；干气条件下，随着温度升高，NO转化率下降；湿气条件下，NO氧化反应最佳反应温度范围为50～70℃，实验条件下的NO最高转化率可达51％；还原液种类中以尿素-碱液对NOx和NO的吸收效果最好，亚硫酸铵-碱液对NO2的吸收效果最好。通过催化氧化-还原吸收的多级组合可实现NOx的有效脱除与达标排放。

不同催化剂对脱矿煤焦还原NO的催化能力比较

通过实验研究了几种在煤灰中常见的金属 (K ,Na,Cu ,Fe ,Ca)氧化物对煤焦还原NO的催化作用 ,为了比较这些金属氧化物对焦炭还原NO反应的催化能力 ,对煤焦进行了脱矿处理。实验是在高温沉降炉内完成的。实验中使用的煤粉及其煤焦来自神府褐煤。实验结果表明 ,煤灰中的矿物质对煤焦异相还原NO具有催化作用。在实验条件下不同金属氧化物对煤焦还原NO的催化能力有如下顺序 :K >Na>Ca >Cu >Fe。实验结果还表明 ,实验工况 (温度 ,SR数 )

NO分解催化剂的研究进展

直接催化分解被公认是消除NO污染最有吸引力的方法。从贵金属、金属氧化物、复合氧化物和Cu-ZSM-5分子筛等方面综述了国内外有关NO催化分解的研究进展。指出了NO催化分解催化剂研究中存在的问题及其发展方向。

BaO对La_(0.8)M_(0.2)CoO_3(M=Mg、Ca、Sr)催化分解NO的影响

采用柠檬酸爆燃法制备La_(0.8)M_(0.2)CoO_3(M=Mg、Ca、Sr)钙钛矿粉体,通过XRD、H2-TPR、O2-TPD等分析测试手段,研究掺入20%BaO的催化剂La0.8M0.2CoO_3(M=Mg、Ca、Sr)其对NO催化分解活性的变化。探讨了掺入BaO会使催化剂La_(0.8)M_(0.2)CoO_3(M=Mg、Ca、Sr)的氧空位数量增加和晶格氧活动性增强,有利于提高NO催化分解活性。

富氧条件下Ag/LaMn1-xPdxO3催化剂直接分解NO研究

分别使用柠檬酸络合法和浸渍法制备了钙钛矿型复合氧化物催化剂LaMn1-xPdxO3(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)和不同Ag负载量的Ag/LaMn0.99Pd0.01O3催化剂.使用XRD,BET手段对各催化剂进行了表征,同时在反应条件:NO 0.1%,O2 8%,H2O 0或10%,SO2 0或0.008%,N2为平衡气体,接触时间为0.03g·s·ml-1(GHSV=30000h-1)下对催化剂的活性进行了考察.实验结果发现,当贵金属Pd在B位部分替代Mn时,替代量x=0.01时的催化剂对于催化氧化分解NO反应具有最高活性.另外,在LaMn0.99Pd0.01O3催化剂上负载2%Ag也明显提高了催化剂的活性.而且LaMn0.99Pd0.01O3和2%Ag/LaMn0.99Pd0.01O3催化剂尽管抗水性能不好,但却具有较强的抗SO2性能.

NO在CuO/Ti0.5Zr0.5O2催化剂上TPD-MS研究

以Ti0.5Zr0.5O2复合氧化物为载体,采用浸渍法制备了一系列不同负载量的CuO/Ti0.5Zr0.5O2催化剂,在色谱-微反装置上考察了催化剂对NO+CO的反应活性,并运用NO-TPD等技术对催化剂进行了表征.结果表明,CuO/Ti0.5Zr0.5O2催化剂对NO+CO的催化还原活性除高度分散的Cu物种外,孤立的CuO和晶相CuO也起了相当大的作用,ZrTiO4新物相的出现提高了催化剂的活性;NO-TPD结果显示高温吸附中心可能是Cu2+位,低温吸附中心可能是Cu0吸附位.

活性炭负载金属氧化物催化NO直接分解

采用浸渍法制备了活性炭负载过渡金属氧化物催化剂,并用于催化NO直接分解为N_2的研究。采用XRD和TEM对催化剂进行了表征,并考察了不同金属氧化物活性组分、负载量、烟气浓度和空速对催化剂催化分解NO活性的影响。XRD测试结果显示镍基催化剂主要以NiO形态存在,且NiO/AC催化剂具有较好的NO催化分解活性,当反应温度为450℃时NO转化率可达100%。

碱金属对Cu-ZSM-5催化分解NO的影响

Cu-ZSM-5直接催化分解烟气中的NO具有潜在的应用前景。然而,高温的烟气中存在不同种类的碱金属,碱金属对Cu-ZSM-5催化分解NO的影响机制尚不清楚。采用液相浸渍法将碱金属Na,K负载到离子交换法制备的Cu-ZSM-5催化剂。探究了碱金属负载量对新鲜的CuZSM-5催化剂直接催化分解NO转化率的影响,并采用XRD,BET,SEM,TEM,XPS,H_(2)-TPR和O_(2)-TPD等表征技术手段对其催化剂骨架结构、孔隙规律、铜物种种类、化学吸附氧和活性物种中氧气的脱附进行分析。研究结果表明,在最佳反应温度550℃下,Cu-ZSM-5催化剂催化分解NO转化率为53%。随着碱金属Na,K负载量的提高,Cu-ZSM-5催化剂直接催化分解NO转换率有明显的抑制作用,且碱金属K造成催化剂NO转化率降低的幅度明显高于碱金属Na。碱金属K可以破坏的ZSM-5分子筛内部独特的三维交叉孔道结构,致使催化剂骨架结构坍塌,堵塞孔道,进一步阻碍了反应物NO与活性位点{Cu-O-Cu}^(2+)的接触,从而导致NO转化率降低。活性成分{Cu-O-Cu}^(2+)部位可以与碱金属Na,K相结合致使催化剂失活,使其转变为新的铜物种CuO微粒,且随着碱金属Na,K含量的增加,CuO数量也逐渐增多,CuO微粒可以占据催化剂孔道和覆盖在催化剂外表面,致使催化剂微孔比表面积和微孔孔容降低。碱金属Na,K抑制了催化剂活性成分{Cu-O-Cu}^(2+)与{Cu-O-Cu}^(2+)之间的氧化还原循环,进而阻碍了NO催化分解成N_(2)和O_(2)。

金纳米球和金纳米棒的制备及其光热催化性能

以氯金酸(HAuCl_4)为原料,硼氢化钠(NaBH_4)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)为稳定剂制备了尺寸5 nm的金纳米球;以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂和油酸钠(NaOL)稳定剂,用种子生长法制备了不同长径比(R=2.5~4)的金纳米棒。在2 W·cm^(-2)的808 nm激光照射10 min条件下,C(0.4 mg·mL^(-1))浓度金纳米球溶液升温10.2℃,该溶液可催化血液中亚硝基硫醇释放NO,最大释放量可达1.42 nmol·L^(-1);相同光热及催化条件下,C(0.4 mg·mL^(-1))浓度金纳米棒(R=3.01)溶液升温41.3℃,该溶液催化血液中亚硝基硫醇释放NO最大释放量可达1.89 nmol·L^(-1)。金纳米球和金纳米棒的光热及催化性能随着浓度增加而增强,金纳米棒的光热及催化性能要优于金纳米球。

低温水热合成ZSM-5/堇青石整体式催化剂

以蜂窝状堇青石为载体,采用原位水热合成法在120℃晶化温度下制备了ZSM-5/堇青石整体式催化剂。采用XRD、SEM对制备得到的整体式催化剂进行表征,并对整体式催化剂进行了牢固度测试以及NO催化氧化活性研究。结果表明,在120℃晶化温度下成功制备了15μm厚、负载量为25.8%的ZSM-5分子筛涂层;与传统的170℃的晶化温度相比,120℃晶化温度下制备的整体式催化剂上分子筛涂层的均匀性更好,牢固度更高。NO催化氧化结果表明,低温晶化下得到的整体式催化剂表现出良好的NO催化氧化效果。

Ce、Zr共掺杂提高Cu-ZSM-5催化分解NO性能及抗K中毒能力

将NO在Cu-ZSM-5催化剂的作用下直接分解为环保、清洁的N 2和O_(2)是最具经济效益的脱硝手段。高温烟气中存在大量的碱金属,但碱金属会使催化剂催化活性降低、使用寿命大大缩短,并使催化剂造成不可逆的失活。通过离子交换法制备MZ5催化剂(M=Cu、Ce、Zr、CuCe、CuZr、CuCeZr),采用初湿浸渍法将K离子负载到MZ5催化剂。脱硝实验结果表明:在最佳反应温度550℃下,相比于CuZ5,CuCeZrZ5催化剂的NO转化率由原来的53%提高到58%,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由53%降到52%;相比于KCuZ5,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由39%提高到52%。采用ICP、SEM、XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR和O_(2)-TPD等表征手段对催化剂元素含量、微观形貌、骨架结构、孔隙规律、铜物种种类、化学吸附氧、铜离子还原温度和活性物种中氧气的脱附温度等进行分析。结果显示:Ce、Zr的引入不会对催化剂的骨架结构、结晶度和晶粒尺寸造成损伤;Ce、Zr的引入促进催化剂形成更多的氧空位和活性成分{Cu—O—Cu}^(2+),并增强催化剂的储氧和氧运输能力。当K^(+)引入后,KCuZ5催化剂的脱硝活性明显降低、孔隙结构恶化以及K^(+)与活性成分{Cu—O—Cu}^(2+)结合迁移形成CuO;K^(+)优先与Ce物种结合,进而有效保护ZSM-5的三维交叉孔道结构,减缓Cu^(2+)迁移形成CuO以及促进活性成分{Cu—O—Cu}^(2+)与{Cu—□—Cu}^(2+)之间的氧化还原循环。

CeO_(2)氧化膜对Cu-ZSM-5催化分解NO的保护

为了降低燃煤电厂烟气中水蒸气和SO_(2)对Cu-ZSM-5催化剂活性的影响,通过沉淀法使CeO_(2)包裹Cu-ZSM-5颗粒形成一层致密的氧化膜,通过改变硝酸铈的浓度来控制CeO_(2)氧化膜厚度并对CeO_(2)氧化膜覆盖的催化剂表观形貌、骨架结构、孔隙规律以及活性铜的存在形式进行分析。研究结果表明:当硝酸铈浓度过低时,无法形成CeO_(2)氧化膜;当硝酸铈浓度过高时,CeO_(2)晶粒和铈离子进入孔道破坏骨架结构;采用0.001 mol/L的硝酸铈制备的CeO_(2)氧化膜厚度适宜,颗粒表面元素分布均匀,孔隙结构和骨架基本单元环结构完整。CeO_(2)氧化膜促使Cu-Z表面游离的Cu^(2+)向活性中心[Cu^(2+)-O^(2−)-Cu^(2+)]^(2+)转变,增加了活性中心数量。同时,CeO_(2)氧化膜提供了大量的氧空位和Ce^(4+),氧空位吸附来自[Cu^(2+)-O^(2−)-Cu^(2+)]^(2+)脱附的O^(2−),Ce^(4+)与O^(2−)反应释放O_(2),促进了NO的催化分解。采用0.001 mol/L的硝酸铈浓度制备的Cu-Z-Ce_(2)催化性能最佳,催化效率高达58.2%。CeO_(2)氧化膜可对Cu-Z颗粒起到良好的保护作用,阻止水蒸气对骨架铝的侵蚀,抑制水蒸气和SO_(2)与活性中心发生副反应。

负载催化剂SmMn_2O_5/γ-Al_2O_3负载量对NO氧化的影响

贵金属催化剂对NO_x催化氧化具有优异的催化性能,但催化剂成本较高,而负载型催化剂及非贵金属催化剂受到了广泛的关注。本文中采用水热法和浸渍法分别制备了SmMn_2O_5纯相催化剂和SmMn_2O_5/γ-Al_2O_3负载催化剂,探索了活性成分SmMn_2O_5含量对NO催化氧化的影响。对负载SmMn_2O_5不同质量分数(5%～100%)的复合催化剂进行了扫描电子显微镜、比表面积、孔径分布、程序升温还原和程序升温脱附的表征以及NO催化氧化的研究。当SmMn_2O_5负载量小于50%(35%、25%、15%、5%)时,负载量为25%的催化剂显示出最低的燃点温度(260℃),继续增加负载量到50%和75%,与负载25%的复合催化剂相比,起燃温度降低10℃,仅高于纯相催化剂40℃。该探索对于SmMn_2O_5催化剂的有效利用将具有一定的指导作用,并为负载型非贵金属催化剂的设计提供一定的思路。

NO催化氧化催化剂的制备与性能研究

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了Ce-Co-Mn-O复合氧化物催化剂,研究了催化剂的钴锰比、Ce含量、焙烧温度对NO催化氧化转化率的影响。当Ce、Co、Mn物质的量的比为2∶1∶3、450°C焙烧时,催化剂的NO转化率最高可达72%,而在其他条件下催化剂活性较差。催化剂样品的XRD、BET及SEM-EDAX分析显示:焙烧温度≤450°C的催化剂呈现出无定形态、大量孔隙通道及较大比表面积,当焙烧温度升高至600°C,开始出现晶相分离,而当焙烧温度为750°C时,催化剂的表面伴生出尖晶石相,导致其活性急剧降低。

铂催化剂催化氧化柴油车NO研究

指出了随着环保法规的日益严格和环保意识的提高,柴油车尾气中氮氧化物对环境的污染引起广泛关注。选择性催化还原技术被认为是控制NOx排放的有效技术,其中NO向NO2的转化起关键作用。贵金属Pt催化剂含量稀少且价格昂贵,因此设计特定结构来提高催化效率并减少Pt的使用至关重要。为此,探讨了铂催化剂的制备方法及纳米结构、层状结构、单原子分散对催化氧化NO效率的影响,从而为合理制备铂催化剂用于催化氧化NO提供理论参考。

工业废气中NO_x处理工艺研究

针对工业NOx废气氧化度低、氧气及水汽含量高的特点,提出以高硅Na-ZSM-5分子筛为催化剂的催化氧化-碱液吸收-还原性碱液吸收的组合工艺脱除NOx的方法,考察了空时对NO氧化的影响,NOx氧化度、碱液含量、空时对碱液吸收以及还原液种类、空时对还原性碱液吸收的影响。结果表明,空时为0.5 s时,干气下NOx氧化度达到65%,湿气下仍能达到56%;NaOH的质量分数为1%、NOx氧化度为60%时脱除效果最好,且NOx脱除率随着空时的增加而增加;还原液种类中以硫代硫酸钠对NOx脱除效果最好,随着空时的增加,NOx脱除率基本不变。

降低船舶NO_x排放的紧凑型SCR实验

采用浸渍法制备铬基催化剂,在10%Cr/TiO_2基础上研究锑负载量对催化剂催化氧化NO活性的影响。结果表明,350℃焙烧的10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂具有最佳的NO催化氧化活性,在NO体积分数为0.07%、O2体积分数为5%,空速27 000 h-1条件下,260℃时NO氧化率可达到50%,满足紧凑型SCR条件。XPS表明新鲜催化剂表面铬主要以Cr3+形式存在,经NO催化氧化反应后出现Cr6+。此外考察SO_2对催化剂的影响发现,加入体积分数为0.03%的SO_2后,350℃时10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂经15.6 h后效率由50%缓慢下降并稳定在17%,热再生后活性完全恢复。在NO催化氧化联合SCR实验中发现,当NO氧化率为46%时促成的紧凑型SCR在高空速下仍具有很高的脱硝率。空速为300 000 h-1、200℃时紧凑型SCR脱硝率达到90%,比标准SCR提高了39.5个百分点。可有效解决船舶SCR布设空间不足的问题。