载体结构对锡铁负载型催化剂脱硝性能的影响

利用凹凸棒土（ATP）、活性炭（AC）、介孔硅（MCM-41）、二氧化钛（TiO₂）这4种孔结构不同的载体,通过水热法制备了以Fe₂O₃为催化剂主活性组分、SnO₂为辅活性组分的锡铁负载型催化剂。催化剂的微观结构通过BET和SEM测试,并在催化剂评价装置中模拟烟气组成,考察锡铁负载型催化剂在反应温度为80～280℃、脱硝空速为32000～48000h^-1范围内的选择性催化还原（SCR）性能。同时考察了SO₂与H₂O对1/2SnFe/ATP催化剂的影响。实验表明,载体可能为催化剂提供大量Brønsted酸性位点,有利于反应气体吸附。1/2SnFe/ATP催化剂表现出最佳的SCR脱硝性能,在200℃时实现最高96.4%的NO转化率,而且由其抗硫性及其抗水性实验表明：SO₂单独作用于催化剂时,脱硝效率降低迟缓,切断二氧化硫后仍能恢复到85%以上。同时加入水和二氧化硫后,将会导致脱硝效率急剧下降。停止加入后,催化剂效率又开始慢慢恢复,效率可以恢复达到70%以上。     

整体式Mn基低温脱硝催化剂研究

采样硝酸锰和乙酸锰两种Mn的前体制备以堇青石为基体的整体式脱硝催化剂,并进行了氨选择性催化还原NO反应(NH₃-SCR)和BET、XRD、XPS等表征。以硝酸锰为前体的催化剂具有更好的低温脱硝活性,在反应温度150～250℃的范围内,MnN/TiO₂/CC催化剂的脱硝率接近100%;而当反应温度超过250℃后,MnA/TiO₂/CC催化剂比MnN/TiO₂/CC催化剂具有更高的脱硝活性。表面Mn活性位和弱酸位多是MnN/TiO₂/CC催化剂低温SCR活性好的主要原因。     

含钛高炉渣制备SCR烟气脱硝催化剂

以含钛高炉渣为原料,稀硫酸为溶剂提取钛液,钛液经水解、高温焙烧后制得高比表面积的TiO₂,并以其为载体采用分步浸渍法制备了V₂O₅-WO₃/ TiO₂催化剂。优化了含钛高炉渣的酸解条件,对所得TiO₂进行了XRD、XRF、BET表征,用自制催化剂评价系统考察了所制备催化剂的脱硝性能及抗硫抗水性能。结果表明：H₂SO₄浓度40%、酸渣比1.5、酸解温度80℃、酸解时间3 h条件下,TiO₂浸出率可达90%,水解产物主要为锐钛型TiO₂,纯度达到74%,含有21.2%无定形SiO₂及少量其他杂质。SiO₂的存在提高了产物的比表面积、孔径,有利于活性组分的负载。以含钛高炉渣基TiO₂为原料制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂相比于以商业TiO₂和TiOSO₄制备的催化剂,在250～450℃具有更高的催化活性,且在300℃具有较好的抗硫抗水性能。     

MnOx-FeOx/TiO2低温SCR烟气脱硝催化剂制备及其脱硝性能

采用浸渍法制备MnO_x-FeO_x/TiO₂低温脱硝催化剂粉体，考察锰铁含量对催化剂脱硝性能的影响。选取6Mn-4Fe/TiO₂粉体催化剂(Mn质量分数6%,Fe质量分数4%),考察挤出成型配方对条形催化剂孔结构的影响。比较成型前后催化剂脱硝性能及不同浓度SO₂下的抗中毒能力。采用XRD和N₂吸附-脱附对催化剂进行表征。结果表明，粉体催化剂6Mn-4Fe/TiO₂具有最佳的低温SCR脱硝活性，在空速18 000 h^-1,氨氮(氨气和一氧化氮)物质的量比1∶1,氧体积分数5%反应条件下，在(120～220)℃内能够保持100%的脱硝效率。在反应温度180℃,SO₂浓度300 mg·m^-3条件下具有优异的抗硫能力。且成型后，条形催化剂的活性温度窗口进一步拓宽，抗硫能力有所提高。     

La2O3/AC催化剂在CO同时还原SO2和NO反应中的性能

以改性活性炭为载体,采用等体积浸渍法制备了La₂O₃/AC催化剂。采用XRD和BET手段对催化剂进行表征,使用微型固定床反应器考察催化剂的脱硫脱硝活性。结果表明,La₂O₃/AC催化剂对CO同时还原SO₂和NO具有良好活性,负载质量分数10%的La₂O₃/AC催化剂活性较好,SO₂和NO转化率达到90%的反应温度最低,分别为335 ℃和325 ℃;载体与活性组分之间存在协同作用,引入活性炭载体能够降低反应温度并提高催化活性。     

V2O5/（TiO2-SiO2）脱硝催化剂新型制备工艺及性能研究

将偏钒酸铵和羟丙基甲基纤维素搅拌混溶制备滴胶液,以自制的7孔圆柱蜂窝钛硅复合氧化物为载体,采用滴胶涂覆法制备了V₂O₅/（TiO₂-SiO₂）脱硝催化剂。通过X射线衍射（XRD）、程序升温还原（H₂-TPR）、比表面积分析（BET）和催化剂评价等方法对制备的脱硝催化剂进行分析表征。考察了五氧化二钒在钛硅复合氧化物载体上的分布、五氧化二钒涂覆量等对催化剂性能的影响,并就反应温度、反应空速、氨与一氧化氮物质的量比等条件对脱硝催化剂活性的影响进行了研究。实验结果表明,使用五氧化二钒涂覆量为1.2%（质量分数）的V₂O₅/（TiO₂-SiO₂）脱硝催化剂,在反应温度为320 ℃、空速为10 000 h^-1、氨与一氧化氮物质的量比为1.2条件下进行脱硝活性实验,一氧化氮转化率达到93.0%。经与工业脱硝催化剂对比实验表明,制备的V₂O₅/（TiO₂-SiO₂）脱硝催化剂性能优良,并且降低了钒的使用量,节约了生产成本,减少了环境污染。     

制备条件对脱硝脱二噁英V2O5-CeO2/TiO2催化剂协同性能的影响

采用等体积浸渍的方法制备V₂O₅-CeO₂/TiO₂催化剂,考查了V₂O₅/CeO₂比、负载顺序、焙烧温度、反应空速对催化剂协同脱硝脱二噁英性能的影响。结果表明,所制备的催化剂活性组分在载体表面分散均匀。采用共同浸渍法制备,V₂O₅/CeO₂质量比为1∶3,焙烧温度为550℃的催化剂协同脱硝脱二氯苯性能最佳,在200℃反应温度下脱硝率为93%,二氯苯的脱除率达到90%。     

燃煤电厂废旧SCR脱硝催化剂中TiO2载体的回收与再利用

以燃煤电厂废弃SCR脱硝催化剂为研究对象,考察了浸出时间、温度、液固比和NaOH浓度对碱浸过程Al、Si、V、W、Ti等元素浸出率以及浸出渣比表面积、孔容的影响。结果表明,碱浸的最优工艺条件为反应时间180 min、温度160℃、液固比15 ml·g^-1、NaOH浓度2.5 mol·L^-1。在最优工艺条件下得到的浸出渣主要成分为锐钛矿型TiO₂,经稀硫酸洗涤后作为载体,通过负载与新鲜催化剂相同含量的WO₃和V₂O₅,制备了V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂。对催化剂进行脱硝活性评价,结果表明,再生载体制备的催化剂脱硝活性恢复至新鲜催化剂水平,300℃时NO转化率达到97.8%,且具有良好的抗硫抗水性。     

掺杂元素对Mn基催化剂SCR性能及抗硫性能的影响

采用溶胶凝胶法制备M-Mn/TiO₂催化剂,M=Fe、Ce、Ni、Sm、Cu,考察掺杂元素对催化剂SCR性能和抗硫性能的影响,并采用XRD、H₂-TPR表征手段考察掺杂组分对催化剂性质的影响。结果表明,掺杂金属元素后,催化剂的晶粒尺寸和还原性能发生变化,表现为Fe、Ni的掺杂明显降低催化剂粒径尺寸而Ce、Sm、Cu的掺杂增加了粒径尺寸;Cu和Ni的掺杂有利于提高催化剂的还原性能。SCR实验结果表明,Cu、Sm的掺杂在整个反应温度区间内都会抑制催化剂脱硝活性,而Fe、Ni、Ce的掺杂主要抑制低温活性,在高温阶段则会促进反应的进行。掺杂金属元素后催化剂T₈₀活性窗口顺序为：Fe-Mn/TiO₂＞Ni-Mn/TiO₂＞Ce-Mn/TiO₂≈Mn/TiO₂＞Sm-Mn/TiO₂＞Cu-Mn/TiO₂。Sm-Mn/TiO₂和Ce-Mn/TiO₂能保持与Mn/TiO₂基本相似的抗硫性能,但掺杂Fe、Cu、Ni会导致催化剂在较短时间内因硫中毒失活,尤其是Fe-Mn/TiO₂催化剂的活性中心受SO₂硫酸盐化影响最大,但是水洗再生之后其活性基本恢复,且Fe-Mn/TiO₂和Ni-Mn/TiO₂催化剂的抗硫中毒性能在水洗后得到提高。     

Cu掺杂磷钼杂多酸催化剂的低温SCR脱硝性能

选用锐钛矿型TiO₂作为载体,以磷钼杂多酸（HPMo）掺杂Cu作为活性组分,采用浸渍法制备了Cu-HPMo/TiO₂负载型杂多酸SCR脱硝催化剂。研究了Cu掺杂比例、催化剂煅烧温度和活性组分负载量等因素对催化剂脱硝效率的影响,并通过XRD、BET和SEM等表征方法对催化剂结构特性进行了表征分析。活性测试结果表明,当活性组分配比为Cu∶Mo=3∶1,煅烧温度为350℃,活性组分负载量为10%时,催化剂的脱硝效率最佳,催化剂在200℃时NO _x 去除率即达到92%,在250℃时有着最高99%的NO _x 去除率。XRD和BET等表征结果显示,Cu的加入增加了活性组分在催化剂表面的分散性,使比表面积增大;适量的Cu掺杂和适宜的煅烧温度有利于增强Cu与Mo的相互作用,使得活性组分分散性良好,晶粒体积减小,晶粒之间连接紧密及催化脱硝活性提高。     

活性炭负载磷钨酸用于烟气脱硝抗水性能实验研究

通过硝酸活化和高温水热活化方法对活性炭进行表面改性,之后在改性活性炭上负载不同含量的磷钨酸考察催化剂在有水蒸汽条件下的催化氧化脱硝催化活性,初始反应条件为：温度80 ℃,空速800 h^-1,O₂体积分数为5%、H₂O体积分数为4.2%、NO含量为443 mg·m^-3。通过FT-IR表征制备的催化剂评价前后表面有机活性基团的变化,将不同磷钨酸负载量下活性炭催化剂的脱硝活性评价结果和红外光谱结合,结果表明,湿气条件下,磷钨酸负载质量分数为10%时制备的催化剂能够较好地保持催化氧化脱硝稳定性,NO脱除效率约40%。考察不同操作参数,如温度、水蒸汽含量、O₂含量和空速对负载质量分数10%磷钨酸的活性炭催化剂催化氧化脱硝抗水性能的影响,最优操作条件：温度120 ℃,O₂体积分数8%,水蒸汽体积分数6%,空速1 000 h^-1,催化氧化反应的NO转化率达62%。     

TiO2载体在脱硝催化剂中的应用进展

TiO₂具有催化性能好、物理化学性质稳定和无毒等特点，在TiO₂载体负载活性组分的基础上，介绍了其作为脱硝催化剂载体的优势。综述了TiO₂载体的成型及其在脱硝行业的应用状况。TiO₂载体在脱硝行业的应用主要有两种：一是纯TiO₂载体脱硝催化剂；二是TiO₂载体负载钒、钨、稀土铈等。今后的发展方向将会以提高TiO₂载体的使用寿命、防止TiO₂载体中毒和负载活性更高的组分为主，以此提高脱硝催化剂的使用寿命和脱硝率，以满足烟气和移动源尾气超低排放等日益严苛的环保要求。     

混合载体锰基宽温SCR脱硝催化剂的研究

为制备宽温脱硝催化剂，采用机械研磨方法获得了TiO₂和ZSM-5混合载体，并采用浸渍法制备了负载型MnO_x/TiO₂-ZSM-5脱硝催化剂。对制得的催化剂进行了X射线衍射(XRD)、N₂等温吸附-脱附、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)和NO程序升温脱附(NO-TPD)等表征，并考察了其催化脱硝活性。结果表明：MnO_x/TiO₂-ZSM-5催化剂具有较大的比表面积、更多的表面活泼锰物种、较多的酸位点，其对低温NH₃和NO吸附量及高温NH₃吸附量均有所增加，从而表现出更好的脱硝催化活性，在200～350℃时NO转化率达99%以上。     

微米级TiO2/AC催化剂在光催化-膜分离耦合反应装置中降解酸性红B废水

采用X射线衍射分析、扫描电镜分析和傅里叶红外光谱分析对溶胶-凝胶法制得的负载型微米级TiO₂/活性炭（AC）催化剂性能进行了表征,并对其在光催化-膜分离耦合反应装置中光催化降解酸性红B废水时的性能和膜通量的影响进行了研究。结果表明：在最佳煅烧温度400℃时负载的TiO₂以锐钛矿为主,与载体活性炭之间以Ti-O-C键结合,且分布较为均匀;微米级TiO₂/AC催化剂的光催化降解性能随其煅烧温度的升高和粒径的减小而均呈现为先增加、后降低的趋势,TiO₂/AC对膜通量的影响则随煅烧温度的升高和粒径的减小而呈先降低、后增加的趋势,且TiO₂/AC粒径以10.272μm为宜。椰壳活性炭为载体的TiO₂/AC催化剂的光催的化降解性能高于褐煤活性炭为载体的,且前者对膜通量的影响更小。微米级TiO₂/AC催化剂的光催化降解性能高于商业TiO₂的,且对膜通量的影响比商业TiO₂的低。     

Ge改性TiO2对V-Mo-O/TiO2催化剂低温脱硝活性的影响

采用共沉淀法制备Ge改性TiO₂载体，考察了V-Mo-O/xGe-TiO₂催化剂低温氨选择性催化还原(NH₃-SCR)活性和抗硫稳定性。与传统V-Mo-O/TiO₂催化剂相比，Ge的加入可以显著提高催化剂在低温窗口下的脱硝活性，同时使催化剂具有较高的N₂选择性以及稳定的抗硫性。当Ge/Ti原子摩尔比为0.004时，催化剂在180℃时脱硝活性可达92%。N₂吸附-脱附、XRD分析结果表明，Ge的加入增加了催化剂的比表面积和介孔孔容，并稳定了TiO₂的锐钛矿晶型。NH₃-TPD、H₂-TPR以及XPS分析结果表明，Ge改性促进了V、Mo之间的相互作用，增加了V⁴⁺的含量，同时催化剂表面的Br?nsted酸含量进一步增加，并产生额外的Lewis酸，增强表面对氨的吸附活化作用，从而使催化剂表现出低温高活性和高稳定性。     

煅烧温度对Mo-Mn/TiO2催化剂脱硝脱汞活性的影响

研究了浸渍法制备Mo-Mn/TiO₂（MMT）催化剂过程中煅烧温度（300℃、450℃、600℃、750℃）对Mo-Mn/TiO₂（MMT）催化剂协同脱硝脱汞活性的影响。结果表明,较低的煅烧温度更有利于MMT催化剂的协同脱硝脱汞性能,同时可有效降低SO₂对催化剂活性的抑制作用,最佳煅烧温度为300℃。利用BET、XRD、H₂-TPR、FTIR和XPS等表征手段对催化剂的理化性质进行了表征,结果表明较低的煅烧温度有利于提高催化剂中活性成分所占的比例,增加金属氧化物在TiO₂载体表面的分散度,提高催化剂的低温还原性能。随着煅烧温度的升高,催化剂的比表面积和孔容均逐渐减小,平均孔径先增大后减小,且在高温下发生烧结;MnO₂逐渐向Mn₂O₃转变,锐钛矿型TiO₂逐渐向金红石型转变,同时MoO₃由非晶态逐渐向晶态的转化,致使催化剂的协同脱硝脱汞活性下降。     

V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂在柴油机NH3-SCR系统中的性能

针对柴油机运行工况特点及柴油机尾气成分特点,以工业纯锐钛型二氧化钛、偏钒酸铵、偏钨酸铵、钼酸铵为主要原料制备了颗粒状V₂O₅-WO₃-MoO₃/TiO₂催化剂,以Lister Petter TR1重型直喷式单缸柴油机为依托搭建试验台,研究了在真实柴油机尾气环境下催化剂的脱硝性能。结果表明,柴油机负载增大,催化剂脱硝活性呈现下降趋势。1800 r·min^-1时,脱硝活性最大值87.1%在负载25%、反应温度380℃、空速20000 h^-1、氨氮比1.0处取得。柴油机负载不同,导致催化剂活性温度窗口(脱硝活性>70%)发生较大变化,与负载25%相比,负载50%活性温度窗口减小约60℃。增大柴油机负载可以提高NH₃/N₂O反应起始温度,但是同时会导致高温区间(>400℃)N₂O生成量增大。     

可见光催化剂改性粘胶基活性炭纤维脱硫脱硝试验

采用水合肼还原法制备了TiO₂/Cu₂O复合光催化剂，并将其负载在活性炭纤维(ACF)上。利用SEM、XPS、BET和XRD分析了催化剂的性能变化和反应行为。考察了催化剂对NO和SO₂的去除效率。结果表明，TiO₂/Cu₂O改性后ACF的孔径减小。表面官能团包括石墨碳和羰基的增加，提高了活性炭纤维对NO和SO₂的吸附能力。在可见光下，当温度为40℃时，TiO₂/Cu₂O脱硫脱硝效率最高，分别为90%和60%。     

锰前驱体对负载型氧化锰催化剂脱硝性能的影响

分别以醋酸锰、醋酸锰-硫酸锰以及硫酸锰为前驱体,采用浸渍法制备Mn/Al₂O₃催化剂,考察其SCR脱硝活性和耐硫性能。采用BET、XRD、FT-IR、H₂-TPR和NH₃-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,锰前驱体不同,导致催化剂晶型、比表面积存在显著差异;硫酸锰的加入使催化剂表面总酸量和酸强度上升。与单独的醋酸锰和硫酸锰相比,醋酸锰-硫酸锰复合前驱体制备的催化剂可以提高催化剂在（300~450） ℃的NO转化率,且原料气中SO₂体积分数为0.2%时,脱硝率下降幅度最小,耐硫性能最好。因此,采用醋酸锰-硫酸锰复合前驱体制备催化剂,可以提高催化剂在高温区的脱硝活性和抗硫性能。     

基于α-FeOOH催化H2O2蒸气的低温烟气脱硝实验

针铁矿是分布广泛、储量丰富的铁氧化物,其主要成分为α-羟基氧化铁（α-FeOOH）。为了探究针铁矿在催化H₂O₂烟气脱硝反应中的性能,本文通过沉淀-水解法制备了α-FeOOH,并在自行搭建的实验台上开展了α-FeOOH催化H₂O₂的低温烟气脱硝实验研究,深入分析了H₂O₂流量、H₂O₂浓度、汽化温度、反应温度和共存气体浓度等工况参数对脱硝性能的影响。采用离子色谱（IC）分析了单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后的含氧酸成分,结合各项表征分析技术考察了催化剂反应前后的理化特性和稳定性。实验结果显示,随着汽化温度和反应温度的升高,NO的脱除效率先增加后降低;增加H₂O₂浓度对脱硝效率有明显的促进作用。当汽化温度为140℃、反应温度为160℃时,以2.5mL/h注入10mol/L的H₂O₂脱硝效率达到80%。当SO₂浓度为1000μL/L时,脱硝效率提高至86.4%。离子色谱分析结果显示,单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后含氧酸产物为HNO₃和H₂SO₄。反应前后催化剂的表征结果显示,α-FeOOH在脱硝反应后依然具有良好的稳定性,显示出针铁矿在低温烟气脱硝工艺中的潜在应用前景。