姚明光
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刘冰冰
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邹永刚
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李冬妹
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艾晓雷
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王霖
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于世丹
,
邹广田
,
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.01.013
利用直流电弧等离子体方法,以Ho/Ni作为催化剂合成了单壁碳纳米管,借助扫描电子显微镜、拉曼光谱和热重分析方法对所合成的单壁碳纳米管的形貌、结构以及含量进行了表征.电镜观察以及热重分析表明,收集到的大量网状物中单壁碳纳米管含量较高;不同激发波长拉曼测量表明碳纳米管直径分布比较集中,在1.35 nm～1.69nm范围,且直径为1.5 nm的碳纳米管占多数;与Ce/Ni等作为催化剂合成的单壁碳纳米管的直径分布不同.研究结果表明,Ho/Ni对于合成单壁碳纳米管具有很好的催化效果且影响管径分布,元素Ho对单壁碳纳米管的形成起到了重要的作用.
关键词:
单壁碳纳米管
,
拉曼光谱
,
催化剂
,
稀土金属
张贺
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邹永刚
,
彭悦
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62581-0
由发电厂等固定源和柴油机等移动源排放的一氧化氮(NO)造成的环境污染问题日益严重.随着严苛的排放法规出台,NO排放控制技术受到越来越多关注.NH3选择性催化还原(SCR)技术是目前去除NO应用最为广泛的方法之一.商业催化剂V2O5-WO3/TiO2在300–400℃温度窗口内显示出优越的NO去除效率,但仍存在一些问题,如钒氧化物的毒性以及在高温时形成N2O和SO3.因此,开发出低钒或无钒的新型催化剂是解决上述问题的关键.CeO2和含铈材料是重要的催化剂载体,具有良好的还原能力和氧存储功能,因而广泛应用于催化领域.CeO2添加到商用催化剂中不仅可以降低钒用量,而且可以提高催化剂抗碱金属中毒能力.CeO2-WO3催化剂在200℃以上时比商用催化剂具有更宽的温度窗口,并展现出较高的抗SO2和碱金属中毒能力.CeO2-ZrO2催化剂通过添加过渡金属元素可以提升其SCR活性,在较宽的温度窗口内具有较高的催化活性.废气中SO2可导致催化剂失活,在实际应用中催化剂硫中毒是较为常见的催化剂失效原因.通常情况下,锰基和铁基催化剂最容易硫中毒.然而CeO2催化剂在硫酸化处理后却展现出良好的SCR活性.催化剂硫酸化主要包括气相、液相和前驱体硫化三种方法.三种方法各有异同,但在催化剂表面形成的硫物种都是SO42–.硫酸化可以增强Ce基催化剂的SCR活性,但是对于硫化引起的催化剂表面酸性、氧化还原性以及NO吸附脱附性质的详细研究报道较少.本文通过液相法对CeO2-ZrO2(CeZr)催化剂进行了硫酸化.XRD结果表明,硫酸化并未对催化剂结晶结构产生影响.TPD和TPR结果表明,硫酸化后催化剂(S-CeZr)表面酸性增强,但抑制了其氧化性.通过原位红外光谱技术系统研究了催化剂在SCR反应过程中表面物种的变化,结果发现,CeZr和S-CeZr的催化机理相同,不同的SCR活性主要是由表面酸性和氧化性引起的.CeO2基催化剂在不同温度窗口遵循不同反应机理.CeZr催化剂具有较强的氧化还原性,使其对NO和NH3具有很强的氧化能力,所以其在低于200℃时具有较好的SCR活性.而S-CeZr催化剂具有更多的Br?nsted酸性位,导致NO不易吸附在催化剂表面,所以其在低温时SCR活性较差,但在高温时(>200℃)具有优良的SCR活性.通过SCR活性和反应机理研究,发现在高温时(>200℃),表面酸性尤其是强酸Br?nsted酸性位在SCR反应中起到决定性作用;而在低温时(<200℃),酸性位对NH3分子较强的键合作用导致NH3难以被氧化,所以较强的酸性位对SCR活性具有抑制作用,而氧化还原性在低温时对SCR反应起到主要作用.同时,在高温时,较高的氧化性可使NH3被O2直接氧化,导致N2选择性降低.
关键词:
硫酸化
,
氮氧化物去除
,
选择性催化还原
,
氧化铈
,
氧化锆
