Selective oxidation of methanol on V2O5 and V2O5?MoO3 supported on montrmorillonite

Methanol oxidation on V₂O₅ and V₂O₅–MoO₃ catalysts supported on montmorillonite has been studied in the temperature range of 250–500°C. The V₂O₅–MoO₃ containing sample shows higher selectivity towards formaldehyde formation than the V₂O₅ catalyst.     

Dehydrogenation of Isobutane Over V2O5/γ-Al2O3 Catalyst

The effect of the type of the support and the amount of V₂O₅ loading on the activity of V₂O₅/γ-Al₂O₃ catalyst for the dehydrogenation of isobutane have been investigated. Based on the experimental results of TPR, XRD and ESR spectroscopy, it is suggested that there are strong interactions between vanadia and carrier and that the V⁴⁺ species on the surface is the active site of V₂O₅/γ-Al₂O₃ for this reaction. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

商业V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂砷中毒机理

采用浸渍法模拟商业V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂的砷中毒,并对不同As/V摩尔比中毒的催化剂进行脱硝实验测试,发现随着As中毒程度加深,催化剂的NO_x转化率随之降低.当测试温度为400℃时,新鲜V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂NO_x转化率有96.45%,而当As/V摩尔比到0.2的时候,As中毒催化剂的NO_x转化率降低至不足67%.采用XRD、BET、SEM、in situ DRIFTS和H₂-TPR等多种表征方法对As中毒前后催化剂的物性结构、表面物质的存在形式以及氧化还原性能的对比研究,结果显示As₂O₃堵塞催化剂微孔结构,导致催化剂表面微孔数量的减少,As₂O₅涂覆催化剂表面,进而阻碍了气相成分参与多相催化反应;As的引入使得表面形貌略有变差,并未导致催化剂晶型的变化,且As及其化合物在催化剂表面分散度较高.As会与催化剂表面的羟基作用形成As-OH,抑制催化剂酸性,尤其对Lewis酸的抑制效果明显;As中毒后的催化氧化还原能力增强.     

砷中毒商业V2O5-WO3/TiO2催化剂再生研究

采用FeCl3和2, 4, 6-三巯基三嗪（TMT）溶液分别清洗再生砷（As）中毒商业V2O5-WO3/TiO2催化剂,通过BET、XRD、XRF、in situ DRIFTS以及H2-TPR等表征方法对清洗再生前后催化剂理化性质进行分析。研究发现,清洗后催化剂脱硝活性有极大地恢复,20 mg/ml FeCl3和0.5%TMT溶液再生30 min时最佳As去除率分别为83.67%和94.57%。清洗后,阻塞在催化剂微孔和中孔中的AsOx被清除,因此再生后催化剂比表面积和孔体积均有所增大而平均孔径略有减小。同时,FeCl3和2,4,6-TMT溶液清洗再生后催化剂表面Br?nsted和Lewis酸强度均有所增加,这可能是再生催化剂催化性能提高的主要原因。     

超级电容器用无定形V2O5电容性能研究

本文采用淬冷法制备了V₂O₅样品。采用FTIR、XRD对其进行了表征。结果表明所制样品为无定形V₂O₅。通过循环伏安法和恒电流充放电测试研究其电容特性，并探讨了电化学反应机理。电化学性能测试结果表明，水基电解液种类及浓度、电压范围、扫描速度、电流密度均对无定形V₂O₅ 电容性能产生影响。在1 mol·L^-1 NaNO₃溶液中，电位窗口为-0.2～0.8 V(vs SCE)范围内，5 mV·s^-1的扫描速度下，无定形V₂O₅具有良好的电容性能；在250 mA·g^-1的电流密度下，比电容为185.1 F·g^-1，循环性能良好。     

负载型V2O5-WO3/TiO2催化剂的砷中毒研究

在实验室模拟了负载型V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂砷的中毒。采用催化剂活性测试,NH₃-TPD、H₂-TPR、XPS技术表征催化剂中毒特性。实验表明,砷中毒使催化剂活性降低明显。NH₃-TPD、H₂-TPR、XPS表征结果表明,As中毒使催化剂表面酸性降低,催化剂中W、Ti化学形态不受砷中毒的影响,而砷中毒改变了催化剂表面钒的化学形态,认为酸性降低和钒化学形态的改变引起了催化剂的中毒。     

SiO2改性的V2O5-MoO3/ TiO2催化剂抗碱中毒性能研究

以陶瓷为骨架,用溶胶凝胶法和浸渍法制备了V₂O₅-MoO₃/ TiO₂催化剂,并用SiO₂进行改性。采用浸渍法模拟碱K中毒,研究了SiO₂改性前后催化剂中毒脱硝效率的变化,并通过BET、H₂-TPR、NH₃-TPD等技术手段对催化剂进行了表征。结果表明,加入SiO₂后,催化剂的比表面积明显提高。SiO₂改性后新鲜催化剂还原温度向低温方向迁移10 ℃左右,氧化还原能力得到了提高,其表面酸强度和酸量也得到较大的提高。反应评价结果表明,SiO₂改性可以提高催化剂抗碱中毒的性能。     

γ-Al2O3对SCR脱硝催化剂V2O5-WO3/TiO2的改性研究

采用溶胶凝胶法制备了不同γ-Al₂O₃含量的钛铝复合载体,以此为载体采用浸渍法负载V₂O₅和WO₃制备了一系列催化剂。采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、程序升温还原(H₂-TPR)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等表征技术对催化剂表面形态进行分析,同时在模拟氨气选择性催化还原NO(NH₃-SCR)的反应条件下,对催化剂的脱硝反应活性和SO₂抗中毒进行考察。结果发现,TiO₂和γ-Al₂O₃之间的协同作用使得V₂O₅-WO₃/TiO₂-γ-Al₂O₃催化剂的脱硝效率及活性窗口明显优于单一载体制备的催化剂,表现出了良好的热稳定性和抗SO₂毒化能力,特别是V₂O₅-WO₃/TiO₂-15% γ-Al₂O₃在310~460 ℃,NO的转化率均在80%以上,反应窗口最宽。各种表征结果表明,TiO₂-γ-Al₂O₃复合载体中γ-Al₂O₃高度分散在TiO₂上,复合载体具有较大的比表面积,同时具有较强的还原能力。     

V2O5-CuO/TiO2催化剂中低温选择性催化NOx还原研究

浸渍法制备了一系列V₂O₅-CuO/TiO₂催化剂,考察中低温(200~300℃)条件下,以氨为还原剂选择性催化还原NO_x的活性,并利用比表面积及微孔孔隙分析仪(BET)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行微观表征和分析。结果表明,500℃焙烧的2V16Cu/TiO₂催化剂展示了最佳的中低温催化活性和较宽的活性温度范围,在空速6.0×10⁴ h^-1、225℃条件下,NO_x转化率达97.3%,250℃时达到100%,温度升至300℃,催化活性仍保持在100%。XRD结果表明,随着Cu负载量的增加,逐渐显现CuO的特征峰。结合活性评价数据说明,CuO是VCu/TiO₂催化剂的主要活性组分之一,是降低SCR催化反应温度的重要因素。BET结果表明,CuO的负载对钒钛催化剂的表面结构有较大影响。耐硫性实验结果表明,添加钒氧化物制备的2V16Cu/TiO₂催化剂的抗硫性能有所改善。     

Ammoxidation of 3- and 4-picolines over V2O5?SnO2/γ?Al2O3 catalyst

The ammoxidation of 3- and 4-picolines has been studied over V₂O₅–SnO₂/–Al₂O₃ catalysts prepared by surface impregnation technique. Best results were obtained for the generation of cyanopyridines in the temperature range 400–450°C and sub-stoichiometric value with respect to O₂. Catalysts that were calcined above 700°C showed no activity.

---

3- 4- V₂O₅–SnO₂/–Al₂O₃, . 400–450°C O₂. , 700 K, .

     

酸性助剂对V2O5/TiO2催化剂甲醇选择氧化为甲缩醛的影响

研究了酸性助剂对TiO₂纳米管(TNT)负载的V₂O₅催化剂(V₂O₅/TNT)性能的影响, 发现经硫酸、磷酸或磷钨酸处理后, TNT的结构稳定, 但表面酸性和氧化-还原性发生了变化, 从而改变了甲醇选择氧化为甲缩醛的催化性能. 实验结果表明, V₂O₅/TNT催化剂经硫酸修饰和673 K焙烧, 其甲缩醛选择性显著提高, 且维持了较高的甲醇转化率. 催化剂表征表明, 高温焙烧促进了硫酸根与钒物种之间的强相互作用, 从而提高了催化剂的表面酸性而没有降低钒的氧化-还原性. 磷酸和磷钨酸修饰虽然也提高了V₂O₅/TNT催化剂的表面酸性, 但降低了其中钒氧化物的氧化-还原能力, 反而降低了催化剂的活性.     

电厂烟气脱硝催化剂V2O5-WO3/TiO2失活机理研究

分别以某电厂失活和新鲜的烟气选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂为研究对象,模拟测试催化剂的脱硝效率,并采用扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDX)、X荧光光谱(XRF)、X光电子能谱(XPS)、氮气吸脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等手段对催化剂的微观结构和表面形态进行表征,探讨了SCR催化剂的失活机制。结果表明,380℃下失活催化剂的脱硝效率(35.0%)和比表面积(1.05 m²/g)明显低于新鲜催化剂(88.2%,72.50 m²/g)。与新鲜催化剂相比,失活催化剂中V⁵⁺的比例由17.4%升高到32.2%,并且表面出现了大量的Al₂(SO₄)₃。另外,SEM和XRD结果表明,失活催化剂出现了烧结。催化剂表面V价态的改变、高温烧结和表面Al₂(SO₄)₃相的大量生成是催化剂失活的主要原因。     

纳米负载型V2O5-WO3/TiO2催化剂碱中毒及再生研究

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V₂O₅-WO₃/TiO₂(C)催化剂。采用浸渍法模拟碱金属中毒,研究了中毒及再生对催化剂脱硝活性的影响,运用XRD、FT-IR、H₂-TPR、XPS技术表征分析了碱金属对催化剂的失活作用。实验表明,碱金属能使催化剂活性降低,钾的毒性大于钠。FT-IR结果显示,催化剂以Lewis酸作为活性酸位。H₂-TPR、XPS结果表明,钾的加入降低了催化剂的氧化能力,主要影响了催化剂表面的吸附氧。采用单纯的水洗方法并不能提高催化剂活性,而酸洗再生后催化剂在较高反应温度下活性得到较好的恢复。     

V2O5/赤铁矿催化剂结构及其NH3选择性催化还原NOx性能

以水热合成针铁矿为前驱体浸渍偏钒酸铵,分别于300,400和500℃空气中焙烧,制备了不同活性组分负载量的V₂O₅/赤铁矿（V/H）催化剂,用于氨选择性催化还原（SCR）脱硝。采用X射线衍射、透射电子显微镜、比表面积分析仪、程序升温还原及程序升温脱附等方法对催化剂结构进行了表征,并用标气配制模拟烟气进行了脱硝实验。结果表明,300℃煅烧3%V/H催化剂当烟气温度为250-300℃时NO转化率均可达95%以上;当配气中单独加入水蒸气或低浓度SO₂（0.01%）时,V/H催化脱硝的活性不受影响;当系统加入高浓度的SO₂（0.03%与0.05%）或同时添加H₂O与SO₂时,SCR脱硝效率下降,其机制可能是SO₂在催化剂表面竞争吸附所致,停止添加后,催化活性迅速恢复。     

V2O5-Sb2O3-TiO2催化剂 低温NH3还原NO及其抗H2O和SO2毒化性能

浸渍法制备了催化剂V₂O₅-Sb₂O₃-TiO₂,考察了V₂O₅、Sb₂O₃负载量、pH值和焙烧温度对催化剂V₂O₅- Sb₂O₃-TiO₂低温氨选择性催化还原(SCR)NO活性的影响;同时,考察了催化剂V₂O₅-Sb₂O₃-TiO₂抗H₂O和SO₂毒化性能。结果表明,V₂O₅和Sb₂O₃负载量分别为5%和2%、焙烧温度为400℃、pH值为4时,催化剂SCR活性最好,反应温度220℃时,可达97%。Sb₂O₃的加入不仅能增强V₂O₅/TiO₂的催化活性,而且能明显提高催化剂的抗H₂O和SO₂毒化性能。SO₂、NO吸附暂态反应和TG-DTG测试表明,Sb₂O₃的促进机制主要是促进了催化剂在SO₂存在条件下对NO的吸附,同时,减弱了硫酸铵盐与催化剂之间的相互作用,硫酸铵盐更容易分解。     

Nd掺杂V2O5/TiO2低温NH3选择性催化还原NOx性能研究

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了Nd掺杂V₂O₅/TiO₂催化剂.用XRD和Raman技术对其晶相结构和分散性进行了表征,并在固定床反应器上评价了其催化活性.然后考察了煅烧温度对催化剂脱硝性能的影响,结合XRD表征结果可知煅烧温度没有改变TiO₂的晶型,只影响了其结晶度.同时氮气吸脱附表征及BET计算结果显示350℃煅烧时催化剂比表面积最大.研究了O₂浓度以及氨氮比对催化剂脱硝性能的影响.同时考察了Nd掺杂催化剂的稳定性,发现Nd改性催化剂有较好的稳定性.并对Nd掺杂催化剂做了抗硫抗水考察,研究结果表明,Nd掺杂催化剂有较好的耐硫耐水性.     

铌元素改性V2O5-WO3/TiO2催化剂降低脱硝过程SO2的氧化率

本文采用浸渍法制备了Nb改性的V₂O₅-WO₃/Ti O₂催化剂,研究了脱硝反应中Nb负载量对催化剂SO₂氧化活性的影响。结果表明,在350℃下,Nb2O5负载量为2%的Nb₂O₅-V₂O₅-WO₃/Ti O₂催化剂上的SO₂氧化率最低（0.6%）,而同时NOx的转化率仍能达到95%。采用TGA、氮吸附、XRD、H2-TPR、CO₂-TPD、XPS和in-situ DRIFTS等对催化剂进行了表征分析,结果显示,Nb改性后V2O5-WO₃/Ti O₂催化剂的晶体结构没有发生明显改变,但是其比表面积小幅度下降,有助于减少对SO₂的吸附;同时,改性后催化剂表面的吸附氧含量下降,氧化还原性能也稍微减弱,这有利于降低其对SO₂...     

静电纺丝法制备V2O5微纳米棒及光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,利用静电纺丝技术结合溶胶过程制备PVP/NH4VO3纤维,对纤维缓慢控温处理制备V2O5微纳米棒。采用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射光谱(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)技术手段对V2O5微纳米棒的结构和表面形态进行表征。以亚甲基蓝(MB)的光降解为模型反应,研究V2O5微纳米棒的光催化性能。结果表明:热处理温度对催化剂表面形态和晶相的生长有明显影响,550℃煅烧的V2O5微纳米棒在可见光区对MB的光降解效率最高,并分析和探讨了可能的光催化机理。