混合轻稀土燃烧催化剂的研究及其应用

本文研究了稀土氧化物,特别是混合轻稀土氧化物对排气净化催化剂活性的影响。稀土元素氧化物Sm_2O_3添加于Pd/γ-Al_2O_3催化剂中,使催化剂对一氧化碳的氧化活性明显提高,转化温度T_(50％)和T_(90％)分别下降50℃和80℃,并提高了钯催化剂的热稳定性。当混合轻稀土氧化物添加于钯或贱金属氧化物催化剂中,催化剂活性也有所提高。其结果为:添加于钯催化剂中,对一氧化碳的转化温度T_(50％)和T_(100％)分别下降9℃和11℃;添加于贱金属氧化物中,T_(50％)和T_(100％)下降20℃和14℃;添加于钯-贱金属氧化物复合催化剂中,T_(50％)和T_(100％)分别下降14℃和12℃。在此基础上,研制出一种活性高、耐水汽、热稳定性好的混合轻稀土排气净化催化剂,并已用于固定污染源有机废气与汽车尾气的净化。     

稀土复合氧化物加少量贵金属的汽车尾气催化剂的初步研究

本文对稀土添加少量贵金属的汽车尾气催化剂进行了研究,包括稀土氧化物对涂层热稳定性的影响、活性组分浸渍方式对活性的影响。说明不同的浸渍方式对催化剂活性作用不同,分浸比共浸的效果好,ＣＯ起燃温度降低１５￣３０℃,并与贵金属催化剂进行对比,说明钙钛矿结构催化剂具有良好的耐久性,９５０℃水热老化１６ｈ后,起燃温度及最大净化效率没有明显变化。     

蜂窝陶瓷表面预处理对催化剂性能的影响

应用溶胶－凝胶技术对蜂窝陶瓷载体进行涂层,以ＣＯ氧化作反应模型,考察了浸渍次数、分散剂及Ｌａ,Ｃｅ,Ｚｒ,Ｙ,Ｃｏ等组分对催化剂活性的影响,同时考察了Ｌａ２Ｏ３对催化剂耐热性能的影响．实验表明:两次浸渍的催化剂活性较高,浸渍原液中加入分散剂提高了催化剂对ＣＯ的氧化活性,使最低完全转化温度降低了１３℃左右．在Ｌａ,Ｃｅ,Ｚｒ,Ｙ,Ｃｏ等组分中,Ｃｅ是最有效的活性助剂,当ＣｅＯ２含量占Ａｌ２Ｏ３涂层的１８%时,催化剂的活性最好．而Ｌａ和Ｚｒ的加入对催化剂活性无明显作用,Ｙ和ＣＯ的加入则降低了催化剂的活性．在７００℃下７ｈ的热老化实验表明:Ｌａ２Ｏ３的加入对催化剂热稳定性无明显影响,但是,１０５０℃温度下２４ｈ热老化后的活性评价表明:Ｌａ２Ｏ３的加入对催化剂热稳定性作用显著,与未加Ｌａ２Ｏ３的催化剂相比,最低完全转化温度降低了１５℃左右．     

蜂窝陶瓷表面预处理对催化剂性能的影响^1）

应用溶胶－凝胶技术对蜂窝陶瓷载体进行涂层，以CO氧化反应模型，考察了浸渍次数，分散剂及La,Ce,Zr,Y,Co等组分对催化剂活性的影响，同时考察了La2O3对催化剂耐热性能的影响，实验表明：两次浸渍的催化剂活性较高，浸渍原液中加入分散剂提高了催化剂对CO的氧化活性，使最低完全转化温度降低了13℃左右，在La,Ce,Zr,Y,Co等组分中，Ce是最有效的活性助剂，当CeO2含量占Al2O3涂层的18％时，催化剂的活性最好，而La和Zr的加入对催化剂活性无明显作用，Y和Co的加入则降低了催化剂的活性，在700℃下7h的热老化实验表明：La2O3的加入对催化剂热稳定性无明显影响，但是，1050℃温度下24h热老化后的活性评价表明：La2O3的加入对催化剂热稳定性作用显著，与未加La2O3的催化剂相比，最低完全转化温度降低了15℃左右。     

负载型稀土复合氧化物燃烧催化剂的失活研究

本文探讨了负载型稀土复合氧化物燃烧催化剂在使用过程中失活的主要特征.通过XRD,TEM,BET比表面测定及不同使用期的活性测定.证实催化剂在使用后的4—8个月内,烧结是失活的主因;而XPS谱显示硫中毒有积累性,以SO_4~(2-)形式沉积于催化剂表面,构成了燃烧催化剂后期失活的主要因素.由于催化燃烧反应在较高的温度下进行,并充分供氧,所以积炭引起失活的可能性较小,这可以从孔容数据和一些电镜照片中得到证实.     

负载型烯土复合氧化物燃烧催化剂的失活研究

本文探讨了负载型稀土复合氧化燃烧催化剂在使用过程中失活的主要特征，通过ＸＲＤ，ＴＥＭ，ＢＥＴ比表面测定及不同使用期的活性测定，证实催化剂在使用后的４－８个月内，烧结是失活的主因；因ＸＰＳ谱显示硫中毒积累性，以ＳＯ＾２－４形式沉积于催化剂表面，构成了燃烧催化剂后期失活的主要因素，由于催化燃烧反应在较高的温度进行，并充分供氧，所以积炭引起失活的可能性较小，这可以从孔容数据和一些电镜照片中得到证实。     

负载型La0.8Sr0.2MnO3催化剂对油烟燃烧的催化作用

采用浸渍法制备Ld0.8Sr0.2MnO3负载型纳米催化剂,用X-射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)对催化剂负载层的表面形态、晶相结构和粒径大小进行了表征．并考察了催化剂对油烟低温燃烧的催化活性,以及不同负载量和不同浸渍时间对催化活性的影响．结果显示,催化剂经700℃焙烧后形成了钙钛矿La0.8Sr0.2MnO3纳米晶粒,催化剂对油烟催化燃烧具有较好的低温高活性．     

稀土修饰的Co/Hβ催化剂催化分解N_2O

以Hβ分子筛为载体,采用浸渍法制备了一系列以钴为主活性组分,稀土元素为助剂的CoM/Hβ（M=La、Ce、Pr、Nd）催化剂,考察了在含氧条件下直接催化分解N2O的性能.采用X射线衍射、热重-质谱联用系统、H2-TPR、NH3-TPD等方法对催化剂进行了表征.XRD结果表明,Co物种主要以Co3O4尖晶石形态存在.NH3-TPD结果表明,催化剂活性与催化剂的酸性有关.活性评价结果显示,稀土助剂的添加使催化剂活性得到改善,其中以Pr为助剂的催化剂活性最好,N2O转化率达到95%时的反应温度为398℃.     

甲醇燃料汽车排气催化净化研究——催化剂的制备和活性评价

本文研究了以堇青石蜂窝体为载体、贵金属Pd为活性组分的催化剂制备方法,以及该催化剂体系用于净化甲醇汽车(M100)排气的可能性。实验室和台架试验的结果表明,含活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝体为载体的Pd催化剂体系(Pd0.75～1.4克/升),具有良好的活性和热稳定性,经1000℃焙烧后活性不下降,排气起燃温度是129—137℃;在空速4—13×10~4小时~(-1)、甲醇浓度4—10万ppm,甲醛50—530ppm及未加二次空气条件下,甲醇净化率～99％,甲醛净化率不稳定。涂层料中加入稀土氧化物有助于改善催化剂的热稳定性,台架试验结果还表明,排气中O_2含量少,不足以把甲醇和CO完全氧化成CO_2。因此,为同时获得甲醇、甲醛和一氧化碳的良好净化效果,需要补充二次空气。     

商业钒钛基选择性催化还原法脱硝催化剂的抗毒改性

通过浸渍法向商业V2O5(WO3)/TiO2催化剂中掺杂了不同浓度的Ni或Zr元素,并对催化剂进行了K中毒前后的活性测试以及EDS、BET、XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS表征测试.结果表明,掺杂Ni或Zr后催化剂抗K中毒能力显著增强,EDS和XRD结果显示Ni和Zr能进入催化剂体系,催化剂载体TiO2保持原有锐钛矿晶型,其他元素则以高度分散或无定形状态存在.NH3吸附FT-IR实验证明掺杂Ni后催化剂表面形成了新的Lewis酸位,而Zr的加入使原有Bronsted酸位得以增强,这是两种元素的掺杂均能提高催化剂抗K中毒能力的原因.H2-TPR和XPS实验证实掺杂后催化剂氧化还原能力得到了增强,弥补了比表面积减少的不利因素.     

TFJF型燃烧催化剂

研制了一种天然沸石堇青石蜂窝(TFJF)型燃烧催化剂以考察其催化特性.结果表明,这种催化剂对含芳烃、酮、酯、酸、酚等毒性较大、臭味重的有机废气均有很高的催化燃烧活性.反应温度为180—300℃时,净化率达99％以上,并可耐800℃多的高温,能满足漆包线等工厂废气治理的要求.     

钛基燃烧催化剂CO氧化活性的研究

本文用沉淀法制备不同原子比的TiO_2-Al_2O_3载体,然后,用等体积浸溃法负载上非贵金属活性组份,研究了催化剂CO催化氧化活性,以及物相结构,贮氧能力和半导性与活性的关系。结果表明,钛基催化剂的氧化活性明显优于铝基催化剂,载体TiO_2有利于活性组份形成高活性物相,载体中TiO_2的含量越高,催化剂的完全贮氧量越大,导电激活能越高,本征活性亦越高。     

钙钛矿型稀土催化剂负载方法的研究

研究了用溶液浸渍法在氧化铝球上负载钙钛矿型催化剂的方法,观察了载体负载活性组分后晶体结构的变化,并用EPMA测定了活性组分Cu,Mn,Co等在载体上的径向分布。在此基础上,利用先在氧化铝球上负载LaAlO_3,然后浸活性组分盐类溶液,再经灼烧的方法,制备了La(Cu,Mn,Co)O_3/LaAlO_3-Al_2O_3催化剂。     

Cu-ZSM-5/堇青石催化剂上同时消除烃和NO的研究

利用水热合成技术在堇青石蜂窝陶瓷载体上原位合成分子筛,分别通过离子交换法和浸渍法制备了整体式Cu-ZSM-5/堇青石催化剂,以丙烷为还原剂,在模拟柴油机尾气系统中评价了两类催化剂消除烃和NO的性能.结果表明,晶化时间48 h时,原位合成的ZSM-5/堇青石催化剂载体表面有形状规则的ZSM-5晶核生成,且具有较好的牢固度...     

天然锰矿/Ce/TiO_2复合催化剂制备及其催化氧化NO性能

以安徽省青阳县出产的天然锰矿作为前躯体,采用等体积浸渍法制备了负载型天然锰矿/Ce/TiO_2复合催化剂,采用X射线衍射、比表面积分析及NO吸脱-脱附实验等方法对催化剂结构进行表征,探讨了活性组分Ce和Ti的掺杂比例、催化剂煅烧温度及反应温度等因素对其催化氧化NO和抗硫性能的影响.结果表明,经250℃煅烧的天然锰矿同时负载5%Ce和5%Ti的催化剂具有良好的催化氧化NO性能,当烟气温度在300℃及空速12000 h-1条件下,0.1%的NO氧化生成NO2的产率可达98%;当配气中单独加入5%水蒸气或低浓度SO_2(0.03%)时,对NO转化率几乎没有影响;但同时加入5%水蒸气及较高浓度SO_2(0.05%)时,催化氧化活性下降,停止添加后,其活性仍不能有效恢复.     

Ⅱ.燃烧催化剂的应用

本文著重研究CM系列燃烧催化剂对芳烃、双烯烃、醛、酮、醇、翡、醚、沥青烟气等毒性较大,有刺激性、恶臭气体的治理。结果表明,对上述有机废气均有良好的净化效率,对浓度较高的废气,在治理的网时还可以回收能量。对CO、醛转化90％的温度为150—180℃,芳烃为260—280℃,沥青烟气[苯并(a)芘]为350—380℃;催化剂可耐700℃高温。     

钛柱撑海泡石Cu基催化剂净化CO性能的研究

采用钛柱撑和酸改性海泡石作载体,使用浸渍法和离子交换法制备钛柱撑海泡石Cu催化剂用于CO氧化.结果表明,钛柱撑能显著提高Cu基催化剂的活性,采用浸渍法制备的钛柱撑量为30mmol·g-1,负载量为5%的Cu海泡石催化剂对CO的氧化效果最佳.BET结果表明钛柱撑改变了海泡石的结构,孔径由中孔向大孔发展;提高柱撑改性温度,柱撑液中的钛胶粒聚集,柱撑物种中的TiO2比例增大.     

以工业级TiO2为载体负载不同助催化剂V2O5基脱氮催化剂的性能

在工业级TiO2载体上,通过浸渍法负载V2O5,WO3和MoO3等活性物质,制备不同V2O5基的烟气脱氮催化剂．在固定床反应器中测试DeNOx活性,研究不同的助催化剂(WO3和MoO3)对该类型催化剂DeNOx活性的影响,结果表明,在三元催化剂中,V2O5是主活性物质,MoO3和WO3是助催化剂,此外,V2O5-MoO3／TiO2的脱氮效率高于V2O5-WO3／TiO2,但N2O的生成量较大。     

甲醇分解催化剂及其在甲醇汽车上的应用

以Al_2O_3为载体、由浸渍法制备的负载型铜镍基和铜锌基催化剂,对甲醇分解制取H_2和CO的反应具有优良的低温活性、选择性、耐高温性和使用寿命,对乙醇分解也有良好的活性。两种催化剂在甲醇汽车的车载分解器中的应用巳达实用水平。     

整体式Mn基复合金属氧化物催化燃烧VOCs性能研究

以堇青石为载体,采用浸渍法制备Mn-M/Cordierite(cord)(M=Co、Ce、La、Cu、Ni)复合金属氧化物催化剂,考察其催化燃烧甲苯的性能,并通过SEM、XRD和H_2-TPR对催化剂进行表征,结果表明,MnO_x和CoO_x之间具有相互作用,MnCo催化剂具有最高的甲苯催化活性,T_(50)和T_(90)分别为243℃和259℃.改变Mn和Co的比例,发现当Mn∶Co=2∶3时,Mn_2Co_3催化剂具有最高的甲苯和乙酸乙酯的催化性能,T_(90)分别为252℃和238℃.