脱硝催化剂专用钛钨粉中钨盐前驱体的选择研究

以工业偏钛酸为原料,分别选取三氧化钨(WO3)、钨酸铵(ATT)、偏钨酸铵(AMT)、仲钨酸铵(APT)等4种钨盐前驱体,采用浸渍法制备了SCR脱硝催化剂载体材料钛钨粉。采用XRD、SEM(EDS)、BET等检测手段对样品进行表征,并对由钛钨粉制成的催化剂进行活性测试。实验结果表明:由偏钨酸铵(AMT)制备的钛钨粉晶粒度小,晶格畸变较小,性能比较稳定;颗粒聚集程度最低,形貌较为均一,钨的分布最均匀;比表面积最大,而比表面积在一定范围内越大对催化剂的活性越有益;且由其制备的催化剂脱硝活性最高,接近进口产品。因此,比较而言,AMT是制备钛钨粉较为理想的钨盐前驱体。     

废弃SCR脱硝催化剂资源化制备再生钛钨粉的研究

以蜂窝式废弃SCR脱硝催化剂为原料，采用常温湿法浸出工艺，在不同的反应条件下制备了一系列再生钛钨粉产品，根据其中杂质硅、铝、砷、钠、钾和钙等元素的含量和比表面积筛选出最适宜的浸出工艺条件[w（氢氟酸）为2%，浸出时间为3 h]。以最适宜条件下制备的再生钛钨粉为原料制备了新的脱硝催化剂，与工业钛钨粉制备的催化剂相比具有较高的脱硝率。采用X射线荧光光谱（XRF）、氮吸附BET（N₂-BET）、X射线衍射（XRD）及透射电镜（TEM）手段表征了其元素含量、表面性质、晶型结构和微观形貌，并与工业钛钨粉制备的催化剂表征结果对比后发现，再生钛钨粉为原料制备的新的脱硝催化剂之所以具有较高的脱硝率，是因为废脱硝催化剂经过氢氟酸浸出反应后制备的再生钛钨粉所制备的催化剂不仅具有与工业钛钨粉所制备催化剂相似的化学成分、比表面积、晶型结构和微观形貌，而且经过浸出反应制备的再生钛钨粉还保留了一部分活性V₂O₅。此外，再生钛钨粉具有较好的催化稳定性，拥有良好的工业化前景。     

脱硝催化剂载体WO3/TiO2的制备及表征

以工业偏钛酸为原料,采用一步法和后嫁接法成功制备了选择性催化脱硝(SCR)催化剂载体材料钛钨(WO3/TiO2)粉。采用XRD、FTIR、NH3-TPD、BET等检测手段对样品进行表征。结果表明,两种方法制备的钛钨粉中钨物种主要以非晶态存在;一步法制备的钛钨粉与后嫁接法制备的钛钨粉相比,前者钨物种分散比较均匀,表面酸性较强,比表面积较大。可以认为,一步法制备的钛钨粉更适合作为脱硝催化剂的载体材料。     

工业钛钨粉制备选择性催化还原催化剂的对比研究

以国产和进口专用于制备脱硝选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）催化剂的工业钛钨粉为原料,采用浸渍法在不同条件下制备了V2O5-WO3/TiO2催化剂,测试了催化剂的脱硝性能,并且采用低温N2吸附法、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜/X-射线能谱（SEM/EDX）对其结构和组成进行了表征,为提高国产钛钨粉的质量提供依据。实验结果表明,相同条件下国产钛钨粉制备的催化剂脱硝性能稍差于进口,其原因除了原料组成之外,还在于国产钛钨粉制备的催化剂孔容低于进口,活性组分的负载量较低;国产的钛钨粉中有少量的金红石,而且晶粒度较小,烧结程度较进口的大。提高国产钛钨粉的质量,除其组成适当外,还应考虑增大孔容,避免金红石的形成。     

前驱体盐对铁钛催化剂及其脱硝性能的影响

利用低价态铁前驱体盐(FeSO₄)对高价铁前驱体盐(Fe(NO₃)₃)进行替换，制备一系列新型铁-钛复合氧化物基脱硝催化剂。在该系列催化剂中，Fe_0.5Fe_0.5TiO_y催化剂展现高稳定性、水硫耐受性及优异的低温活性与催化选择性等优点。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积测试(BET)、程序升温法(H₂-TPR、NH₃-TPD、O₂-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)和原位红外(In situ DRIFTs)等分析手段对催化剂进行表征。结果表明，Fe_0.5Fe_0.5TiO_y催化剂具有较大的比表面积(65.056 7 m²/g),较高的表面可增加还原物种含量、酸性位点数量及表面活性氧浓度。此外，该催化剂表面的NH₃-SCR反应过程主要遵循E-R机理。     

不同Mn盐前驱体对Mn/TiO2催化剂脱硝性能的影响

采用流变相法,以硝酸锰(MN)、自制锰盐(MX)、醋酸锰(MA)为前驱体溶液制备了Mn/TiO2催化剂,通过拟合计算、XRD、BET、XPS、化学滴定等方法分析了催化剂的晶体结构、表观活化能、微观结构和锰离子价态,研究了不同前驱体溶液对催化剂低温脱硝活性的影响.结果表明:MX脱硝活性优于MN、MA,其中MX的表观活化能最低,表面Mn/Ti元素比高,比表面积较大,孔容较大,同时,MX的平均价态以及Mn4+的含量高,Mn2+的含量低,这都使其表现出较好的脱硝活性.     

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。     

Fe-Mn/(活性炭-钛)低温脱硝催化剂的研究

活性炭(AC)作载体具有表面积大、孔隙发达的优点,但是抗烧失性差,易发生自燃。本研究采用TiO₂改性活性炭,充分利用活性炭和TiO₂及活性组分的协同作用,提高Fe-Mn/活性炭催化剂的脱硝活性和抗硫性。对钛前驱体、钛加入方式、钛加入量和活性炭预处理的烧结温度进行了考察,得出采用钛酸丁酯为钛前驱体、混合水解法、TiO₂/AC=10%(wt.)、活性炭预处理温度为800℃时,制备出的Fe-Mn/(活性炭-钛)催化剂具有最高活性,在180℃时脱硝效率就能达到80%,200℃能达到90%以上,并且有SO₂通入6 h后,脱硝效率不低于85%。     

废弃脱硝催化剂中有价元素钛钒钨的综合利用研究

研究了将废弃脱硝催化剂作为原料,采用强碱氢氧化钠作为熔融剂,回收废弃脱硝催化剂中的有价元素钛钨钒的方法。实验结果表明,将废弃脱硝催化剂采用固体氢氧化钠在500 ℃熔融,再将钛与钨和钒进行离子交换深度分离处理,得到钛钨钒的酸式盐类,通过控制不同的溶解性能,得到各元素的化合物。该方法效果良好,各类物质回收率达95.0％以上,解决了脱硝催化剂的二次污染问题,同时变废为宝,将废物综合利用提取有价元素,应用前景良好。     

邻二氯苯在钒-钨-钛催化剂上的完全催化氧化

采用等体积浸渍法制备不同系列钒-钨-钛催化剂,以与二噁英TCDD化学结构式相似的邻二氯苯作为替代物,研究催化剂对邻二氯苯的去除效率,考察钒负载质量分数和钨负载质量分数对邻二氯苯催化氧化性能的影响,通过XRD和催化剂比表面积分析对催化剂的微观结构进行表征。结果表明,随着钒负载质量分数的增加,催化剂比表面积降低,催化剂性能降低;随着钨负载质量分数的增加,催化剂比表面积增加,催化剂性能提高。钨的加入有利于促进活性钒的分散,提高催化剂的比表面积,催化剂比表面积是影响催化剂性能的关键因素。     

钨对VOx/TiO2催化燃烧氯苯的作用

采用等体积浸渍法（VO_x和WO_x的添加采用共浸渍）制备不同钨添加量的VO_x-WO_x/TiO₂（VW/Ti）催化剂。采用XRD和EDS对VW/Ti催化剂样品进行表征，并考察催化剂催化燃烧氯苯的活性。结果表明，钨添加前，VO_x/TiO₂催化剂中TiO₂以锐钛矿相和金红石相共存，锐钛矿相为主要晶相，同时还存在V₂O₅晶相；添加一定量钨后，催化剂中TiO₂金红石相和V₂O₅晶相消失，W与Ti质量比0.024时，催化剂中活性组分VO_x在载体TiO₂表面分散最均匀，催化活性最高，T₅₀和T₉₀分别为226.72 ℃和298.67 ℃。W与Ti质量比0.12时，出现WO₃晶相，催化活性略降。因此，适量添加钨不仅可以抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相转变，还可以促进活性组分VO_x在载体上的分散，进而改善催化剂催化降解氯苯的活性。     

碳化钨载铂的制备及其对硝基苯的电催化还原

以偏钨酸铵（AMT）为钨源前驱体,气流式喷雾干燥仪造粒,得到空心球状结构偏钨酸铵,固定床气固反应,以CO/CO₂为还原碳化气氛在800℃下制备了介孔空心球状碳化钨。采用氯铂酸作为铂源,用浸渍、气相还原法制备了Pt/WC粉末催化剂。通过XRD和SEM测试手段对Pt/WC粉末样品进行了表征,表明Pt成功负载在介孔WC材料上。采用循环伏安法、以Pt/WC粉末微电极为工作电极,研究了Pt/WC对在质子惰性介质中硝基苯的硝基还原的催化作用。结果表明,Pt/WC催化剂对硝基还原有着良好的电催化活性和化学稳定性。     

氨法选择性催化还原脱硝催化剂的研究

采用浸渍法,以TiO₂为载体,负载P₂ O₅、V₂O₅和MoO₃或WO₃制备选择性催化还原(SCR)催化剂,研究了不同磷含量以及水蒸汽对催化剂性能的影响。结果表明,随着催化剂中磷含量增加,P₂O₅-V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂的SCR活性呈先上升后下降的趋势,其中,含质量分数0.5%P₂ O₅催化剂的活性较好。反应体系中水蒸汽的存在对催化剂的低温活性有明显的抑制作用。     

凹凸棒粘土负载WO3催化剂用于环戊烯环氧化反应

以凹凸棒粘土（AT）为载体,钨酸铵为钨源,通过浸渍法制备了WO3/AT催化剂,采用FT-IR和XRD对其进行了表征,其后以30%（质量分数）H2O2为氧源、叔丁醇（TBA）为溶剂研究了其在环戊烯（CPE）环氧化反应中的催化性能。试验结果表明,WO3均匀地分散于凹凸棒粘土载体表面;在V[30%（质量分数）H2O2]/V（CPE）=2.2,V（TBA）/V（CPE）=10的条件下,环氧化反应的适宜工艺条件为：反应温度为308 K、反应时间为24 h、催化剂用量为0.3 g/mL（CPE）、WO3负载量为40.0%（质量分数）、催化剂焙烧温度为823 K和焙烧时间为2 h,在此条件下,环戊烯环氧化物（CPO）的收率为40.2%,CPE的转化率为92.1%。该催化剂对CPE的环氧化反应展现了较好的催化活性。     

制备条件对柴油车用V2O5-WO3/TiO2催化剂催化性能的影响

采用偏NH4VO3和TiO2为前驱体制备选择性催化还原(SCR)催化剂涂层所需浆料,分别以分步涂覆法和一步涂覆法将浆料浸涂在蜂窝陶瓷载体上,得到了整体涂覆式选择性催化还原催化剂.对草酸添加量、焙烧时间及V2O5含量对催化活性的影响进行了研究,结果表明,V2O5(4%)-WO3/TiO2(450℃,3 h)和V2O5(5...     

V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的制备及其烟气脱硝性能

以活性成分负载量、负载顺序和焙烧温度等关键制备参数因素进行正交实验设计制备了V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂,对其进行XRD和TPR表征,并在自行设计搭建的SCR烟气脱硝实验平台上评价其(300~390)℃的SCR脱硝性能。结果表明,活性成分钒和钨绝大多数以非晶态形式存在于载体表面,且具有良好的分散性;主要活性成分V_2O_5负载量越高,脱硝率越高;400℃焙烧温度可以形成催化反应所需的晶相,且维持催化剂较高的比表面积;催化剂低温活性和高温活性是由表面富集和各种成分之间相互作用共同产生的结果,活性组分与载体之间的相互作用对315℃低温脱硝活性影响明显,以先钒后钨负载顺序为宜,表面富集对390℃高温脱硝活性起主要作用,以钒钨同时负载或先钒后钨负载顺序较好;随着m(WO_3)∶m(V_2O_5)的增加,在7.5∶1处催化剂的脱硝率升至最高,随后迅速下降,WO_3负载质量分数以6%为宜。在优化条件V_2O_5负载质量分数0.8%、WO_3负载质量分数6%、先钒后钨负载和400℃焙烧温度下制备了催化剂并进行脱硝性能验证,315℃低温脱硝活性达到69.56%。     

α-硝基萘在介孔结构碳化钨催化剂上的电化学还原行为

以喷雾干燥处理的偏钨酸铵为前驱体，分别采用CH₄/H₂和CO/CO₂为还原碳化气氛，利用固定床气固反应法制备了两种具有介孔结构的碳化钨（WC）粉体.以WC粉末作为电催化材料制成了碳化钨粉末微电极（WC-PME），并采用循环伏安和线性扫描等方法研究了酸性溶液中两种介孔结构WC对α-硝基萘（NP）电还原过程中的电催化行为.结果表明，以CH₄/H₂为还原碳化气氛所制备的WC粉末，其制成的粉末微电极对NP具有更良好的电催化活性，这主要与该WC粉末的结构形貌及其制备后的处理工艺有关，同时该WC-PME具有良好的化学稳定性.     

不同方法负载钨钒钛催化剂对催化氧化邻二氯苯的影响

钨钒钛催化剂是消除钢铁冶炼废气中的二噁英最好的催化剂,为了降低工业生产成本,并获得良好的催化效果,将实验室筛选出的钨钒钛催化剂负载到不同载体上,研究催化剂负载量及不同负载方法对降解邻二氯苯催化效率的影响。采用溶胶-凝胶-浸渍法和直接浸渍法在堇青石蜂窝陶瓷上负载V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂,用X射线衍射、扫描电镜和X射线能量色散谱对制备的催化剂进行表征,结果表明,直接浸渍法在堇青石蜂窝陶瓷上负载的V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂含量比溶胶-凝胶-浸渍法负载的含量高,粒度较小,表面光滑无缝隙,活性成分V和W分散较好,催化活性高,在(250～350)℃邻二氯苯去除率大于95%,直接浸渍法负载的催化剂与堇青石的最佳质量比为1:100。