刘福东
,
单文坡
,
潘大伟
,
李腾英
,
贺泓
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60048-6
基于实验室对柴油车用V2O5-WO3/TiO2催化剂配方以及涂覆成型技术的大量研究，设计了一条产量为6000只/月的NH3选择性催化还原NOx (NH3-SCR)催化剂中试生产线，并对生产的催化剂产品进行了发动机台架测试。结果表明，实验室制备的V2O5-WO3/TiO2粉体催化剂和生产线产品，在空速为50000 h-1和200-450°C条件下NOx转化率均可达80%以上；采用大尺寸堇青石载体涂覆后制备的V2O5-WO3/TiO2整体催化剂经实验室小样测试，在空速为10000-30000 h-1和250-450°C条件下NOx转化率也为80%以上。发动机台架测试结果表明，该催化剂产品可使重型柴油机NOx排放达到国IV标准中欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)排放限值的要求。该生产线经适当调整后也可用于生产非钒基NH3-SCR整体催化剂，以满足未来钒基NH3-SCR催化剂更新换代的需求。
关键词:
柴油车尾气
,
氮氧化物
,
选择性催化还原
,
钒基催化剂
,
工业化生产
庞磊
,
范驰
,
邵丽娜
,
易俊霞
,
蔡星
,
王健
,
康明
,
李涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60218-7
分别采用普通浸渍法(VWTi-con)和超声辅助浸渍法(VWTi-HUST)制备了V2O5/WO3-TiO2催化剂，并用X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱等技术对催化剂进行了表征，评价了水热老化前后两种催化剂的NH3-SCR脱除模拟柴油车尾气中NOx的反应活性，并与国外成熟商品催化剂进行了比较。结果表明，制备方法可影响V2O5/WO3-TiO2催化剂的水热稳定性， VWTi-con催化剂老化后几乎完全失活，而VWTi-HUST具有优异的水热稳定性，与国外成熟商品催化剂性能相当。与传统浸渍法相比，超声辅助浸渍法增强了活性物种和载体的相互作用，提高了活性组分的分散性等。采用该法制备的VWTi-HUST催化剂将具有较强的商业应用性；台架试验正在进行中，以期满足柴油车国IV排放标准的要求。
关键词:
选择性催化还原
,
氮氧化合物
,
钒基催化剂
,
水热稳定性
,
柴油机
徐兵
,
朱雪峰
,
曹中卫
,
杨丽娜
,
杨维慎
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60839-7
采用浸渍法制备了不同V2O5担载量的V2O5/MO-Al2O3(M = Mg, Ca, Sr, Ba)催化剂,钒物种的前驱体为偏钒酸铵.对制备的催化剂进行了一系列表征,并对催化剂上正丁烷选择性氧化脱氢制取丁烯进行了反应研究.表征结果(包括比表面积、X射线衍射、傅里叶红外光谱、氢气程序升温还原和拉曼光谱)显示,不同碱土金属元素掺杂的催化剂显示不同的钒价态信息和催化性能.其中掺杂Ca, Sr, Ba的催化剂,正钒酸盐相很难被还原,因此催化剂的氧化还原循环难以建立,导致以上三种催化剂在正丁烷氧化脱氢反应中活性较低.然而, Mg掺杂的催化剂却显示出较高的催化活性和选择性.实验结果表明：在Mg掺杂的载体上担载5% V2O5的催化剂上600°C时可获得高达30.3%的正丁烷转化率和64.3%的烯烃总选择性.这与V2O5担载量为5%时,在获得高度分散的钒氧化合物物种时可使MgO晶相稳定存在密切相关.
关键词:
氧化脱氢
,
正丁烷
,
丁烯
,
氧化镁
,
氧化铝
,
钒基催化剂
臧思淼
,
张桂臻
,
邱文革
,
宋丽云
,
张然
,
何洪
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61083-X
选择性催化还原(SCR)是目前去除氮氧化物最有效的方法之一. V2O5/TiO2催化剂被广泛应用于氨法选择性还原氮氧化物(NH3-SCR)反应,但该催化剂存在工作温度高(300–400oC)及 SO2氧化率高引起设备腐蚀和管路堵塞等问题,开发低温 SCR催化剂具有重要意义.过渡金属氧化物(如 Fe2O3, MnOx和 CuO等)催化剂用于低温SCR先后见诸文献报道,但这些催化剂在 SO2和 H2O存在下易失活.近年来柱撑黏土(PILC)引起科学家广泛关注, Yang等首次将 V2O5/TiO2-PILC催化剂应用于 NH3-SCR反应,发现其催化活性高于传统 V2O5/TiO2催化剂.柱撑黏土基催化剂在 NH3-SCR反应中也显示出良好抗硫性能,但 V2O5/TiO2-PILC催化剂的抗硫机理至今尚未见深入研究.因此我们制备了一系列 V2O5/TiO2-PILC催化剂,采用原位漫反射红外等方法详细研究了其抗硫性能较好的原因.
首先采用离子交换法制备出 TiO2-PILC载体,之后采用浸渍法制备了不同钒含量(质量分数x/%=0,3,4,5)的xV2O5/TiO2-PILC催化剂.同时,制备了传统 V2O5/TiO2和 V2O5-MoO3/TiO2催化剂作为对比.活性评价结果显示,4V/TiO2-PILC催化剂具有最高的催化活性,其催化性能与传统钒钛催化剂相当.在160oC时, NO转化率可达80%以上.同时,4V/TiO2-PILC催化剂还具有较宽的反应温度窗口,在260–500oC范围内, NO转化率保持在90%以上.向反应体系中加入0.05% SO2和10% H2O后,在低温(160oC以下)时所有催化剂的反应活性都有一定提高,可能是由于 SO2的加入提高了催化剂的表面酸性.继续升高温度,4V/TiO2和4V6Mo/TiO2催化剂活性均明显下降,而4V/TiO2-PILC催化剂的活性则未出现明显下降.原位漫反射红外光谱结果显示, SO2在三种催化剂表面的吸附以表面硫酸盐或亚硫酸盐物种以及离子态 SO42–物种形式存在,而在4V/TiO2-PILC催化剂表面离子态 SO42–物种的量最少. X射线光电子能谱及 O2程序升温脱附结果显示,在4V/TiO2-PILC催化剂上,表面吸附氧(Oads)的量最少.综合上述分析可以得出,在 SO2气氛下,离子态 SO42–物种在 SCR催化剂表面的累积可能是导致其失活的主要原因,而离子态 SO42–物种的形成可能与催化剂表面吸附氧的量有关.
关键词:
选择性催化还原
,
二氧化钛柱撑粘土
,
氮氧化物
,
钒基催化剂
,
原位漫反射红外光谱
