Mn/Zr改性稀土尾矿催化剂NH_(3)-SCR脱硝机理分析

采用溶胶凝胶法制备了Mn、Mn/Zr负载稀土尾矿的NH_(3)-SCR催化剂,通过催化剂活性评价系统,结合H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、XRD和DRIFT研究了催化剂脱硝过程和反应机理.结果表明:Mn、Mn/Zr改性稀土尾矿催化剂的脱硝活性显著增强,在200℃时6%Mn1%Zr/稀土尾矿催化剂脱硝活性可达96%.改性后催化剂表面氧空位、B酸性位点及吸附物种数量明显增加,催化剂还原峰面积增大,其氧化还原性能的提升是活性提高的主要原因.催化剂B酸位NH_(4)^(+)与气态NO_(2)的反应遵循E-R机理,NH_(4)^(+)与单齿、双齿硝酸盐物种的反应遵循L-H机理.

Zr改性对NiW/Al_2O_3催化剂加氢性能的影响

引言随着原油重质化趋势的不断加剧和环保法规对轻质油品质量要求的不断提高,劣质重油轻质化及清洁化生产成为石油加工技术发展的主要方向。溶剂脱沥青是重油脱碳改质工艺之一,得到的脱沥青油一般作为催化裂化的掺炼原料,

Zr改性ASA分子筛催化剂对煤焦油加氢脱硫脱氮性能的影响

采用硫酸锆为锆源,对无定型硅铝分子筛(ASA)进行改性,利用等体积浸渍法制备Ni-Mo/Zr-ASA加氢催化剂,在悬浮床反应器上考察Zr改性前后催化剂的煤焦油加氢脱硫脱氮性能。采用XRD和TEM等对改性前后催化剂进行表征。结果表明,经过Zr改性后,催化剂Cat-Zr-ASA上的金属活性组分在载体表面高度分散,颗粒均匀,粒径较小。与未改性的催化剂Cat-ASA相比,Zr改性后的催化剂Cat-Zr-ASA上加氢产物S含量和N含量分别降低了56.4%和63.8%。

Zr改性Y分子筛中油型加氢裂化催化剂设计制备

采用等体积浸渍法对Y分子筛进行了Zr修饰改性,系统考察了不同用量Zr对改性Y分子筛的结构、催化剂的理化性质和加氢裂化反应性能的影响规律。通过XRD、NH3-TPD、H2-TPR和TEM等方法对改性分子筛和催化剂进行表征分析。结果表明:Zr改性降低了Y分子筛的酸量,随着改性Zr用量的增加,这种变化趋势不断增大。同时,Zr改性有效地削弱了分子筛催化剂中金属活性组分与载体间的作用,提高了W物种在催化剂表面的分散程度。加氢裂化反应结果表明:与Y分子筛催化剂相比,Zr改性Y分子筛催化剂的减压馏分油(VGO)转化率降低,中间馏分油选择性提高约20%,随着改性Zr用量的增加,VGO的转化率不断降低,中间馏分油选择性略有增加。

Zr改性CeO_2/TiO_2催化剂选择性催化还原烟气脱硝性能

采用Zr对CeO_2/TiO_2催化剂进行改性,考察Zr掺杂对CeO_2/TiO_2催化剂NH_3选择性催化还原NO性能的影响,利用静态N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)对其脱硝机制进行分析。结果表明,Zr掺杂能够拓宽CeO_2/TiO_2催化剂的温度窗口,提高其脱硝活性和抗H_2O/SO_2性能。Zr掺杂能够增大CeO_2/TiO_2催化剂的比表面积和总孔容,抑制载体锐钛矿TiO_2发生晶相转变,显著提高催化剂的表面酸性,增加催化剂表面Ce^(3+)和化学吸附氧的原子浓度,使得催化剂表面NH_3吸附能力加强,氧化还原能力提高,有助于促进SCR反应的进行。

内燃机用镍基合金表面Zr改性(Pt,Ni)Al涂层的性能

为了提高内燃机用镍基合金表面(Pt,Ni) Al涂层的抗氧化性能,对镍基单晶高温合金DD6表面Pt-Zr镀层实施气相渗铝得到Zr改性(Pt,Ni) Al涂层,对比分析了此涂层与常规(Pt,Ni) Al涂层的热腐蚀测试结果。结果表明:涂层改性后Zr元素基本固溶于中间层以及外层(Pt,Ni) Al组织相内,未改性和改性后涂层都是由PtAl2与Ni Al共同构成,涂层内的PtAl2相都以弥散态的形式存在于(Pt,Ni) Al相中;经过100 h热腐蚀测试后Zr改性(Pt,Ni) Al涂层比未改性涂层的增重程度更低;涂层进行60 h热腐蚀形成的表层中包含了Al2O3与Ni Al,并且涂层内PtAl2相含量减少;经Zr改性后的(Pt,Ni) Al涂层发生了少量内氧化,实际腐蚀深度减小。

锆改性Cu/SiO_(2)催化剂催化3-羟基丙酸甲酯选择性加氢

采用蒸氨法制备了锆(Zr)改性的Cu/SiO_(2)催化剂,用于3-羟基丙酸甲酯(3-HMP)气相加氢制1,3-丙二醇(1,3-PDO)。采用比表面积及孔分布测试、XRD、ICP-OES、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、CO_(2)-TPD、FTIR、TGDTG、HRTEM、XPS和AES等手段对催化剂进行了详细表征,发现Zr物种的加入使得Cu和Zr物种之间发生了强相互作用,产生了较多的层状硅酸铜,在结构方面提高了催化剂的比表面积,降低了铜物种的粒径,促进铜物种的分散,且在电子调控方面提高了Cu^(+)的含量,增强了催化剂吸附酰基和甲氧基的能力。与未改性的Cu/SiO_(2)催化剂相比,在相同反应条件下,Zr掺杂量为0.5%的Cu/SiO_(2)催化剂表现出更高的催化性能,获得3-羟基丙酸甲酯转化率为96.0%和1,3-丙二醇选择性为84.3%,1,3-PDO的总收率达80.9%。这是目前在高液时空速0.10h^(-1)的条件下取得的最佳结果。

一种Zr改性双相PtAl_2+(Ni,Pt)Al涂层的制备及热腐蚀行为研究

在镍基单晶高温合金上采用复合电镀的方法沉积Pt-Zr复合镀层,随后通过气相渗铝的方法,获得Zr改性的PtAl_2+(Ni,Pt)Al双相涂层,该涂层分为3层:外层由PtAl_2颗粒弥散分布在b-(Ni,Pt)Al中的双相区组成,中间层为b-(Ni,Pt)Al及少量Cr的析出物,内层为互扩散区(IDZ)。其中,Zr元素主要固溶在外层双相区以及中间层b-(Ni,Pt)Al中。分别对Zr改性和普通PtAl_2+(Ni,Pt)Al双相涂层在850℃下Na2SO4/Na Cl(75∶25,质量比)混合盐中进行热腐蚀实验,结果表明,因Zr元素具有固定S和Cl的作用,可降低S和Cl在热腐蚀过程中的破坏性,故Zr改性PtAl_2+(Ni,Pt)Al双相涂层比普通PtAl_2+(Ni,Pt)Al双相涂层具有更好的抗热腐蚀性能。经过低真空预氧化处理后,普通PtAl_2+(Ni,Pt)Al双相涂层表面生成的Al_2O_3膜较薄,在后续热腐蚀过程中并不能有效抵挡混合盐的持续入侵,涂层长期抗热腐蚀性能与原始状态PtAl_2+(Ni,Pt)Al涂层样品接近。

等离子喷涂CeO_2改性La_2Zr_2O_7纳米热障涂层高温性能研究

研究了不同Ce掺杂量对La2Zr2O7相结构稳定性的影响,确定了Ce原子掺杂量为5.45%的CeO2改性La2Zr2O7涂层(CLZ)。研究了采用大气等离子喷涂制备的涂层与原始粉末化学成分计量比偏离情况。经共沉淀制粉、喷雾干燥团聚造粒、大气等离子喷涂制备了Ce原子掺杂量为5.45%的新型纳米CLZ热障涂层,研究了涂层的长期组织结构稳定性、抗热震性以及失效机制。结果表明,CLZ涂层具有良好的长期组织结构稳定性,涂层在1150℃下热震循环寿命达到26次。涂层失效主要以层状撕裂为主。陶瓷层和粘结层热膨胀不匹配、粘结层发生氧化可能是导致CLZ涂层热震失效的主要原因。

Zr(Ⅳ)改性壳聚糖小球对F^-的吸附性能研究

制备了Zr(Ⅳ)改性壳聚糖小球(ZrCh),并采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)进行分析,同时考察pH、共存阴离子对ZrCh吸附F^-的影响。结果表明:(1)通过对ZrCh的FTIR和XRD分析,证明了Zr(Ⅳ)参与了吸附F^-过程。(2)中、碱性条件下有利于ZrCh对F^-的吸附。ZrCh对F^-的吸附速率较快,在60min内达到吸附平衡。20℃时,F^-平衡质量浓度为1mg/L的平衡吸附量达到6.5mg/g,而实际最大吸附量达到15mg/g以上。(3)ZrCh对F^-的吸附用拟二级动力学方程、Langmuir方程能很好地描述。ZrCh对F^-的吸附过程是物理吸附过程,其吸附主要是由壳聚糖骨架上的Zr(Ⅳ)对F^-的静电引力和OH-与F^-的离子交换完成。

Fe改性Zr基蒙脱土对新疆和丰煤热解行为的影响

采用机械球磨法制备不同Fe盐改性Zr基蒙脱土催化剂,通过X射线衍射仪(XRD)、物理吸附仪(BET)、化学吸附仪(NH_(3)-TPD、H2-TPR)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析其组成和结构。结果表明,与24ZrAM相比,以FeCl_(3)·6H2O和FeCl2·4H2O为铁源时,3Cl−-24ZrAM和2Cl−-24ZrAM中生成了Fe–O–Zr结构。Fe的硫酸盐存在时,催化剂的比表面积显著减小。引入Fe后,催化剂的总酸量均降低,3Cl−-24ZrAM的酸量与强酸强度最高。H2-TPR显示,3Cl−-24ZrAM、2Cl−-24ZrAM和3NO_(3)^(-)-24ZrAM中Fe2O3还原为Fe3O4的温度均低于500℃。在固定床反应器中考察了催化剂对新疆和丰煤热解行为及含不同桥键模型化合物的断键机制的影响。与24ZrAM相比,不同Fe源改性蒙脱土均能降低焦油中沥青的质量分数,其中,3Cl−-24ZrAM的裂解活性最高,轻质焦油分率增加至63%,比24ZrAM提高了18.9%,轻油和酚油质量分数分别为24ZrAM的1.3倍和1.4倍,长链烃含量进一步降低,降幅为0.7%。引入Fe后,苄基苯基醚(BPE)、联苄和联苯的转化率分别比24ZrAM提高了5%、1.6%和43.9%。

改性蒙脱土对新疆和丰煤热解行为的影响

采用机械球磨法制得不同Zr含量的改性蒙脱土催化剂,通过X射线衍射仪(XRD)、物理吸附仪(BET)和化学吸附仪(NH_(3)-TPD)表征其结构特征,在固定床中考察催化剂对煤热解产物分布和焦油品质的影响规律,基于模型化合物苄基苯基醚(BPE)、联苄和联苯的热解行为分析,探讨了催化剂对煤中共价键断裂规律的作用机制。结果表明:酸洗可增加蒙脱土的比表面积,添加Zr后该值先减小后增加,酸性与之相反,当Zr含量为24%(质量)(24ZrAM)时,催化剂的酸量与强酸强度达最高。在xZrAM的作用下,热解焦油产率和沥青含量均下降,特别是24ZrAM对焦油的提质活性最好,轻油组分分率最高,为53.2%(质量),长链烃含量降低了22.1%,酚类化合物增加了22.5%。BPE、联苄和联苯的转化率分别比无催化剂时提高了87.2%、63.2%和31.3%,说明24ZrAM可促进长链烃裂解和C_(al)—O、C_(al)—C_(al)和C_(ar)—C_(ar)键的断裂。

Friction and wear behaviors of Nb-Ti-Si-Cr based ultrahigh temperature alloy and its Zr-Y jointly modified silicide coatings

Zr-Y jointly modified silicide coatings were prepared on an Nb-Ti-Si-Cr based ultrahigh temperature alloy by pack cementation process. The wear behaviors of both the base alloy and coatings were comparatively studied at room temperature and 800 ℃ using SiC balls as the counterpart. The Zr-Y jointly modified silicide coating is mainly composed of a thick （Nb,X）Si2 outer layer and a thin （Ti,Nb）5Si4 inner layer. The coatings possess much higher microhardness than the base alloy. The wear rates of both the base alloy and coatings increase with increasing the sliding loads. However, the coatings have much lower wear rates than the base alloy under the same sliding conditions. The coatings have superior anti-friction property, and can provide effective protection for the base alloy at both room temperature and 800 ℃ in air.

质子交换膜燃料电池中TA1双极板的表面改性研究

针对TA1金属双极板,采用双辉光等离子方法制备出表面Zr改性层(Zr-TA1),研究了改性层的微观结构和性能。结果表明,Zr改性层厚度约为3μm且表面平整致密。在模拟PEMFC阴/阳极环境下,Zr-TA1的自腐蚀电位明显升高,腐蚀电流密度降低了1~2个数量级。Zr改性层提高了TA1的疏水性能,其接触角由TA1双极板的71o提高到Zr-TA1的94o。经改性的双极板在140 N·cm^(-2)的装配压力下,接触电阻由117.3 mΩ·cm^(2)降低到了15.5 mΩ·cm^(2),极大地提高了样品的表面导电性能。