整体式MnO_x-CeO_2/ZrO_2-TiO_2催化剂用于NH_3低温选择性催化还原NO

以MnOx为活性组分,CeO2为助剂,ZrO2-TiO2为载体制备了MnOx-CeO2/ZrO2-TiO2整体式催化剂,考察了焙烧温度对该催化剂上NH3低温选择性催化还原反应(NH3-SCR)的影响.通过X射线衍射、比表面积测定、储氧量测定和X射线光电子能谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,催化剂的织构性能和储氧量对低温NH3-SCR反应有较大的影响,活性组分锰以+3价和+4价共存时具有最好的低温活性.该催化剂经600℃焙烧后,在空速为36000h-1时,反应有最低的起燃温度160℃和很宽的反应温度窗口176～393℃(转化率为60%～95%).该催化剂在固定源,尤其在移动源柴油车上催化净化氮氧化物具有良好的应用前景.

整体式Cu-ZSM-5催化剂上NH_3选择性催化还原NO活性

采用浸渍法制备了一系列不同Cu含量的Cu-ZSM-5催化剂,并用于NH3选择性催化还原(SCR)NO反应.结果表明,当Cu含量为8%时,Cu-ZSM-5催化剂的活性最高;当空速为30000h-1,在198～440oC反应时NO转化率均高于80%,最高可达97%,且空速的影响较小.经快速水热老化后,该催化剂活性明显优于商用V基催化剂.H2O和SO2对Cu-ZSM-5催化剂的SCR活性有所影响,但可明显恢复.X射线衍射和NH3程序升温脱附结果表明,当Cu-ZSM-5中Cu含量为8%时,进入ZSM-5中阳离子位的Cu较多,催化剂的活性较高,且其表面具有较多的酸中心和酸量,从而有利于SCR反应.

以ZrO_2-TiO_2为载体的整体式锰基催化剂应用于低温NH_3-SCR反应(英文)

以MnO2为活性组分,Fe2O3为助剂,制备了以TiO2及ZrO2-TiO2为载体的整体式催化剂.考察了它们在不同温度焙烧后应用于富氧条件下,NH3选择性催化还原(NH3-SCR)氮氧化物的低温反应性能和高温稳定性.用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂进行了表征.结果表明,以ZrO2-TiO2为载体的催化剂具有很好的高温热稳定性,并具有较高的比表面积和储氧能力,同时具有较强的氧化能力.催化剂的活性测试结果表明,以ZrO2-TiO2为载体的整体式锰基催化剂明显地提高了NH3-SCR反应的低温活性,具有良好的应用前景.

WO_3对MnO_x-CeO_2/ZrO_2-TiO_2整体式催化剂NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

以ZrO2-TiO2为载体,MnOx-CeO2为活性组分,WO3为助剂制备了MnOx-CeO2/WO3/ZrO2-TiO2整体式催化剂,考察了添加不同质量分数的WO3对低温氨选择性催化还原(NH3-SCR)氮氧化物反应性能的影响.通过低温N2吸附-脱附,X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对催化剂进行表征.实验结果表明,与未添加WO3的催化剂相比,含有10.0%(w)WO3的催化剂具有较好的织构性能,且具有较多的中强酸位,较好的氧化性能,表现出良好的NH3-SCR活性和较宽的活性温度窗口(空速为10000h-1时,在144-374℃之间,NOx转化率为90%以上),该催化剂在低温净化氮氧化物中具有潜在的应用前景.

Cu-ZSM-5的NH_3选择性催化还原NO性能及其稳态动力学

采用浸渍法制备了一系列不同Cu载量的Cu-ZSM-5整体式催化剂.考察了该系列催化剂的NH3选择性催化还原(SCR)NO的反应特性.结果表明,当Cu质量分数为5%时,Cu-ZSM-5催化剂的SCR活性最高,此时催化剂上NO最高转化率高达96.5%,并且催化剂的活性窗口较宽,催化剂在198-470℃之间NO转化率大于80%.H2O和SO2的添加仅轻微影响Cu-ZSM-5催化剂的SCR活性.当Cu载量大于5%时,Cu-ZSM-5催化剂中出现明显的CuO物相.稳态动力学结果表明,在5%Cu载量的Cu-ZSM-5上的SCR反应中,NO的反应级数接近一级,NH3的反应级数接近零级,O2的反应级数接近1/2级.该反应的表观活化能为47.7kJ·mol-1.

Fe对Mn/CeO_2-TiO_2催化剂低温NH_3选择性催化还原NO的影响

以锰氧化物为活性组分,CeO2-TiO2为载体制备了Mn/CeO2-TiO2催化剂.考察了Fe的加入对Mn/CeO2-TiO2的低温NH3-SCR活性的影响.并采用BET比表面积,H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征.活性结果表明,Fe的引入显著改善了Mn/CeO2-TiO2的NH3-SCR活性,催化剂在113～250℃之间表现出良好的NO去除效率.表征结果表明,Fe的引入促进了锰物种在CeO2-TiO2表面的分散,降低了Mn-Fe/CeO2-TiO2中锰物种的还原温度.XPS分析指出Mn-Fe/CeO2-TiO2表面Mn以+4价存在,而Fe主要以+3价的Fe2O3存在,且Fe与载体表面间存在强相互作用.

焙烧温度对MnO_2-CeO_2/Zr_(0.25)Ti_(0.25)Al_(0.5)O_(1.75)整体式催化剂NH_3低温选择性催化还原NO性能的影响

采用等体积浸渍法在不同温度下焙烧制备了一系列MnO2-CeO2/Zr0.25Ti0.25Al0.5O1.75整体式催化剂样品,并用低温N2吸附-脱附、储氧量、X射线衍射、X射线光电子能谱和NH3程序升温脱附等对催化剂进行了表征,考察了催化剂上NH3选择性催化还原(SCR)NO的活性.结果表明,随着焙烧温度的升高,催化剂的比表面积和孔体积逐渐减小,平均孔径逐渐增大,储氧能力逐渐降低.在500～700oC焙烧时,催化剂主要以无定形或微晶的形式存在;在500oC焙烧时,催化剂表面Mn与载体之间的相互作用较强,表面酸量最高,有利于提高SCR活性.尽管在600和700oC焙烧的催化剂仍具有较高的SCR活性,且表现出一定的抗H2O和SO2性能,但活性有所下降.800oC焙烧后催化剂的活性显著降低.

改性ZrO_2-MnO_2基整体式催化剂上NH_3选择性催化还原NO

采用共沉淀法制备了ZrO2-MnO2催化剂,考察了CeO2,MoO3和WO3的添加对ZrO2-MnO2整体式催化剂上NH3选择性催化还原(NH3-SCR)NOx的影响,并利用低温N2吸附-脱附、X射线衍射、X射线光电子能谱、NH3和NO程序升温脱附等方法对催化剂进行了表征.结果表明催化剂物相为Mn0.2Zr0.8O1.8固溶体,CeO2和WO3分散在其中;添加MoO3或WO3后,样品中出现了新的中强酸位,强吸附的NO物种增加,从而有利于催化剂中高温活性的提高.另外,Mn和Ce物种主要分别以Mn4+和Ce4+形式存在.在NH3-SCR反应中,CeO2的添加提高了ZrO2-MnO2催化剂的低温活性,但反应温度窗口较窄;继续添加MoO3或WO3后,催化剂表现出良好的低温活性和宽的反应温度窗口,其中WO3/CeO2/ZrO2-MnO2催化剂上NO的起燃温度为176oC,且反应温度在240～424oC范围内,NOx转化率大于90%,具有良好的低温活性和宽的温度窗口.

不同铈添加量对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列不同铈添加量的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)储氧材料,并通过XRD、低温N2吸附-脱附、氧脉冲吸附(OSC)和H2-TPR等手段进行了表征。XRD结果表明,在1 000和1 100℃高温焙烧后,当CeO2添加量为8%时样品具有最好的结构稳定性能。N2吸附-脱附结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最好的织构性能,1 000℃时,比表面积和孔容分别为:136.6 m2.g-1和0.38 mL.g-1;1 100℃时,比表面积和孔容分别为:83.7 m2.g-1和0.23 mL.g-1。OSC结果显示,CeO2添加量为8%时样品具有最大的储氧量,1 000℃和1 100℃分别为70μmol.g-1和31μmol.g-1。H2-TPR结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最佳的还原性能。

活性炭的孔径分布对CH_4和CO_2的吸附性能的影响

采用不同炭化温度和活化温度,以椰壳作为前驱体制备了系列结构性能相同,表面吸附基团相似,不同孔结构的活性炭。分别采用密度函数理论(DFT)吸附法和BJH估算了系列活性炭的孔径分布。结果表明,随炭化温度和活化温度的升高系列活性炭中微孔量先增加后减少。当炭化温度为700℃,活化温度为800℃时,制备的活性炭微孔量达到最大。随炭化温度和活化温度的升高,系列活性炭的中孔依次增加。考查了CH4,CO2在系列活性炭上的吸附性能。结果表明该系列活性炭对CO2有很强的吸附能力,在常温常压下对CO2的吸附量均高于1.0 mmol.g-1;系列活性炭对CH4的吸附能力有较大的差异,在对CO2具有最大吸附量的活性炭上对CH4具有最小的吸附量。采用变压吸附法测试了该系列活性炭在25℃时对nCH4∶nCO2=9∶1的混合气体的分离性能。结果表明炭化温度为700℃,活化温度为800℃时制备的活性炭对CH4-CO2混合气具有最好的分离效果,是变压吸附分离CH4,CO2混合气的优异吸附剂。

钌-钯掺杂Ti/TiO_2阳极电催化降解甲基橙研究

以偶氮染料甲基橙为处理对象,分别考察了Ru,Pd及Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极的光、电催化活性,并与Ti/RuOx-PdO阳极的电催化活性进行了比较;利用XPS分析了Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极表面Ru,Pd及Ti的化学形态.实验发现,Ru,Pd及Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极的光催化活性都有所降低,而其电催化活性却都有大幅提升,特别是Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极,其电催化活性明显地优于Ti/RuOx-PdO阳极.XPS分析表明,Ru-Pd掺杂的Ti/TiO2阳极其光、电催化活性的变化可能与该阳极表面Ru,Pd及Ti的化学形态变化有关.

一种具有低SO_2氧化活性并满足欧V排放标准的柴油车氧化型催化剂

制备了具有高性能的稀土储氧材料Ce0.75Zr0.25O2-Al2O3,Ti0.9Zr0.1O2复合材料和Cr改性的β分子筛(Cr-β分子筛),并以此制备了单Pt型柴油车尾气净化氧化型催化剂.低温N2吸附-脱附、储氧量测试结果表明,Ce0.75Zr0.25O2-Al2O3样品具有较大的比表面积和优异的储氧性能,Ti0.9Zr0.1O2复合材料也具有优越的织构性能.催化剂对HC和CO具有较高的催化活性,可使SOF在140oC开始转化,且具有较低的SO2氧化活性.在YC4F国Ⅳ柴油机的测试结果表明,经该催化剂处理后的尾气排放能够满足欧Ⅴ排放标准对HC和CO排放要求.

MnO_2-CeO_2/Ti_(0.25)Zr_(0.25)Al_(0.5)O_(1.75)整体式催化剂的低温NH_3选择性催化还原NO性能研究

采用共沉淀法制备了TiO2(T)、Ti0.5Zr0.5O2(TZ)和Ti0.25Zr0.25Al0.5O1.75(TZA)载体材料,并以MnO2和CeO2为活性组分,以T、TZ和TZA为载体,制备了3种整体式催化剂。对催化剂进行了低温N2吸附脱附、储氧量(OSC)、NH3-TPD和XPS的表征,并研究了3种催化剂在过量O2存在下的低温NH3-选择催化还原(NH3-SCR)活性及其抗H2O和SO2性能。结果指出,MnO2-CeO2/Ti0.25Zr0.25Al0.5O1.75(TZAC)有最大的比表面积、孔容和储氧能力、最强的表面酸性和最大的表面酸量,而这对选择催化还原(SCR)反应至关重要。活性测试结果指出,TZAC有最好的低温SCR活性和最宽的活性温度窗口。NO在102℃起燃(转化率为50%),在175～325℃之间NO转化率接近100%,而且TZAC表现出了较强的抗H2O和SO2性能。

焙烧温度对Mn-Fe/CeO_2-TiO_2催化剂低温NH_3选择性催化还原NO的影响

采用等体积浸渍法制备了Mn-Fe/CeO2-TiO2催化剂,考察了不同焙烧温度对其NH3选择性催化还原(SCR)NO活性及催化剂性能的影响。并用N2吸附-脱附,X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征。活性结果表明,随着焙烧温度的升高,Mn-Fe/CeO2-TiO2催化剂的催化活性先升高后降低。其中焙烧温度为500℃时Mn/CeO2-TiO2的NH3-SCR活性最佳,该催化剂在113～250℃之间表现出了良好NO去除效率。表征结果表明,500℃焙烧时,催化剂中Fe和Mn物种在CeO2-TiO2表面的分散效果最好。500℃焙烧时Mn-Fe/CeO2-TiO2表面Mn以+4价存在,Fe以+3、+2价存在,而Ce以+4、+3存在。

掺杂不同量Nd_2O_3对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列Nd2O3含量为0～13wt%的CeO2-ZrO2-A12O3(CZA)复合氧化物,并通过X射线衍射(XRD)、低温N2吸附–脱附、氧脉冲吸附(OSC)、H2–程序升温还原(H2-TPR)及扫描电子显微镜(SEM)等方法对所制备的材料进行了表征.研究结果表明,Nd2O3在CZA固溶体中的溶解限约为10wt%,过量Nd的添加会出现分相形成Nd0.5Ce0.5O1.75氧化物.掺杂适量Nd能有效抑制氧化物晶粒的长大,提高材料的热稳定性和氧化还原性能.Nd2O3的掺杂量为10wt%时,样品的织构稳定性最好,1000℃老化5 h后,比表面积和孔容分别达97.14 m2/g和0.44 mL/g.Nd2O3的掺杂量为7wt%时,样品有高的储氧量,经600℃和1000℃焙烧后储氧量分别为938.01μmol/g和821.72μmol/g;体相氧的移动能力最强,还原性能最佳,老化后还原峰温由465℃升高到483℃.SEM结果表明,所制备的材料均为球形颗粒,Nd2O3的添加可以有效阻止高温焙烧过程中粒子的团聚.

载体材料对单Pd三效催化剂性能及催化活性的影响(英文)

采用共沉淀法制备了耐高温高比表面的La2O3-Al2O3(LA)以及铈含量分别为15%、33%和47%的储氧材料Ce O2-Zr O2-La2O3-Al2O3(CZLA)、Ce O2-Zr O2-La2O3+La2O3-Al2O3(CZL+LA)和Ce O2-Zr O2-La2O3(CZL)4类载体材料,并用浸渍法制备了整体式Pd/LA、Pd/CZLA、Pd/CZL+LA和Pd/CZL汽油车尾气净化三效催化剂,考察了载体材料对单Pd三效催化剂的影响。采用低温N2吸附-脱附、H2-程序升温还原(H2-TPR)以及X射线光电子能谱(XPS)对载体材料及催化剂进行了表征,并考察了催化剂的空燃比性能和三效催化性能。结果表明,CZLA有效地结合了铈基和铝基载体材料的优点,表现出了优异的织构性能、热稳定性及还原性能。老化前后,其负载的单Pd三效催化剂在低温还原率、表面元素含量及Pd的电子结合能等性能方面表现出了最小的差异。催化剂活性测试结果表明,Pd/CZLA的三效窗口明显较宽,且拥有最低的起燃温度,尤其经1 000℃老化处理后,其催化活性最高,C3H8、NOx和CO的起燃温度分别为370、257和223℃。可见,相较于其他3种载体材料,CZLA更适合于负载单Pd三效催化剂,从而满足更高标准的三效催化剂的性能要求。

浅谈增强本科学生实践技能培养

开展本科教学工作水平迎评以来，全校师生员工都积极参与和投入到各自岗位职责的具体事项中，作出了卓有成效的工作。作为在本科教学的重要实践环节及其重要场所实验室的工作人员，在评估工作方面也做了大量坚实工作，也有不少新的认识和体会。在此，笔者就如何通过迎评来促进实验室的建设、改革与创新，如何增强本科学生实践技能培养，充分发挥仪器设备资源和科研力量在创新人才培养中的作用谈一些体会和认识。

尿素水解法制备降解地表臭氧的Pd-MnO_x/Al_2O_3催化剂

采用尿素水解法制备了Pd-MnOx/Al2O3催化剂,运用低温N2吸附-脱附和X射线衍射对其进行了表征,并评价了其催化降解地表O3反应活性,考察了Pd,MnOx焙烧时间和MnOx含量对催化剂活性的影响.结果表明,在高空速(660000h?1)、高相对湿度(85%～90%)条件下,MnOx焙烧时间为6h且MnOx含量为80%的Pd-MnOx/Al2O3催化剂于低温(20～25oC)就表现出较高的催化活性,20oC时O3转化率就高达91.7%,其完全转化温度为24°C.可以预知该催化剂涂覆在汽车水箱散热片上,于室温就可完全降解地表O3,尤其适用于汽车冷启动和冬季时净化O3.

YSZ-Al_2O_3的制备及其负载的单钯密偶催化剂的催化性能

采用胶溶法制备了含YSZ（Y2O3稳定的ZrO2，质量比为1：9）为0，10wt％，15wt％，20wt％，25wt％的YSZ．A120，。分别用低温N2吸附-脱附、X射线衍射（XRD）、氨气程序升温脱附（NH3-TPD）技术对它们进行了表征。低温N2吸附结果表明，1000℃焙烧5h后，钇锆含量为15％的YSZ—A120，有最大的比表面积和孔容，分别达到146m^2·g^-1和0．41mL·g^-1，孔径分布集中在9～10nm。XRD结果表明，添加钇锆的氧化铝以γ相存在，钇锆以固溶体形式存在于氧化铝中。以YSZ—Al2O3材料为载体，采用浸渍法制备了Pd含量为2g·L^-1的单钯密偶催化剂。催化剂活性测试结果表明，添加钇锆能有效地提高催化剂对丙烷的催化活性。当钇锆含量达到15％时，催化剂的起燃温度最低．为275℃。

Zr的添加对提高NH_3选择性催化还原NO_x整体式催化剂热稳定性的影响（英文）

采用共沉淀的方法制备了Ce Ti O_x和Ce Zr Ti O_x两种用于NH_3选择性催化还原NO_x的催化剂。两种催化剂在不同的高温条件下进行热老化以考察Zr的添加对Ce Ti O_x催化剂热稳定性的影响。NH_3-SCR活性数据显示,经过650、750和850℃的高温老化处理,Zr改性后的催化剂较Ce Ti O_x催化剂具有更好的催化活性和N2选择性。XRD、Raman和H_2-TPR结果表明添加Zr可以阻止Ce物种的烧结并且抑制金红石相Ti O_2的生成。催化剂的SEM图像显示Zr的添加可以抑制颗粒随着焙烧温度升高而产生的聚集长大。XPS的Ce3d光谱表明,随着老化温度的提升,Ce Ti O_x催化剂表面的Ce^(3+)/Ce4+比相对于Ce Zr Ti O_x催化剂下降更加明显。这意味着随着Zr的添加,更多的晶格缺陷和氧空缺出现在Zr改性催化剂的表面,这有利于催化性能的提升。另外,NH_3-TPD结果表明经过相同的高温老化,改性的催化剂保持了更多的Br觟nsted酸性位,提高了催化活性并抑制了氨的氧化。因此,Zr的添加提高了催化剂的热稳定性能。