Dongping TAO
金属学报(英文版)
A novel molecular interaction chemical model (MICM) for silicate melts has been suggested based on statistical thermodynamics. It can simultaneously predict activities of all components in the CaO-FeO-SiO2 and CaO-Al2O3-SiO2 melts using only four binary parameters for each binary melt which can be determined by fitting activities of its two components. The results indicate that the predicted values of activity of FeO and SiO2 are in good agreement with the experimental data at 1823 K and 1873 K, and those of CaO, SiO2 and Al2O3 are in reasonable agreement with the graphical integration data of the Gibbs-Duhem equation. This shows that the model is effective in which the physical interaction plays a main role and the chemical one does the auxiliary function.
关键词:
Activity
,
Prediction
,
Oxide melts
,
Silicates
,
A novel model
Dongping TAO
,
Zhuo CHEN
,
Dunfang LI
,
Yifeng GAO
,
Qianghua SHEN
材料科学技术（英文）
The coordination numbers in the molecular interaction volume model (MIVM) can be calculated from the common physical quantities of pure liquid metals. A notable feature of the model lie in its capability to predict the thermodynamic properties of solutes in the Zn-Pb-In and Zn-Sn-Cd-Pb dilute solutions using only the binary infinite dilute activity coefficients, and the predicted values are in good agreement with the experimental data of the dilute solutions.
关键词:
Activity
,
null
,
null
,
null
于艳科
,
陈进生
,
王金秀
,
陈衍婷
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60993-7|
氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一.氨气选择性催化还原法(NH3-SCR)是目前去除固定源排放的氮氧化物的最有效方法,被广泛用于燃煤或者生物质的火电厂中.催化剂是NH3-SCR法的核心,其中V2O5-WO3/TiO2催化剂是主要的商业SCR催化剂；但是V2O5有毒,对环境的影响很大；另外,该催化剂具有较高的SO2氧化性能.因而研究者一直在探索新型的SCR催化剂. SO2是燃煤电厂烟气中的典型气体之一,所以抗硫性能是催化剂的一个重要指标.在SCR反应条件下, SO2和O2容易与氧化物催化剂发生反应生成稳定性较高的硫酸盐,覆盖在催化剂表面从而引起催化剂失活.但已有研究发现,硫化会提高K中毒后的V2O5-WO3/TiO2催化剂的活性.并且,短时间的硫化可以明显提高CuO/Al2O3的NH3-SCR活性.硫酸盐催化剂或许具有较低毒性和较高抗硫性能,应该是一种有前景的SCR催化剂.本文以商业纳米TiO2为载体,采用湿式浸渍法制备了一系列的CuSO4/TiO2催化剂.在自制的活性评价装置上测试了样品的NH3-SCR活性并且在340°C下连续24 h测试了SO2、水蒸气及两者共同作用对催化剂活性的影响.使用N2等温吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H2-TPR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对催化剂进行了表征.另外,采用原位红外漫反射光谱研究了CuSO4/TiO2催化剂上的NH3-SCR反应过程. N2等温吸附-脱附结果表明,负载的CuSO4没有明显改变载体的孔结构.而XRD结果仅显示锐钛矿TiO2的衍射峰,说明CuSO4在载体上有较好的分散度或者CuSO4的含量低于检测限. XPS结果显示,催化剂中的铜主要以Cu2+形式存在,硫主要以SO42-形式存在,而氧主要以晶格氧和吸附氧两种形式存在,并且CuSO4的存在会增加催化剂中吸附氧的含量. H2-TPR结果表明,随着CuSO4含量的增加,催化剂的氧化还原能力逐渐增强. NH3-TPD结果表明,催化剂表面的酸性位数目随着样品中CuSO4含量的增加而增加.纯TiO2的NH3-SCR活性很差,当温度从300°C增加到450°C时,最高NOx转化率仅为32.7%.但当CuSO4负载到TiO2上以后,催化剂活性明显提高.在反应温度高于340°C时, CuSO4/TiO2催化剂的NOx转化率在94%以上,与商业V2O5-WO3/TiO2催化剂相当,并且其N2O生成量低于商业催化剂.不过,当温度低于340°C时, CuSO4/TiO2催化剂的NOx转化率明显低于商业催化剂,说明CuSO4/TiO2催化剂的活性仍有待改善.连续24 h测试了SO2、水蒸汽及两者的共同作用对CuSO4/TiO2催化剂活性的影响.结果显示,单独的水蒸气会导致活性轻微下降,但SO2以及两者共同存在时对催化剂的活性基本没有影响. CuSO4/TiO2催化剂的NH3吸附红外光谱表明,催化剂上存在Lewis和Br?nsted两种酸性位,但Br?nsted酸性位上的NH4+稳定性较差,280°C时即基本消失.在高温时, NH3主要吸附在Lewis酸性位上且CuSO4/TiO2催化剂对NOx的吸附能力较差,红外光谱未检测到NOx的吸附峰.380°C下,当NO和O2通入预吸附NH3的催化剂样品时,属于Lewis酸性位上NH3的红外峰明显下降,说明Lewis酸性位上吸附的NH3参与了反应. CuSO4/TiO2显示出高的抗硫抗水性能和比较好的NH3-SCR活性,应该是一种有应用前景的SCR催化剂. CuSO4可以增加催化剂的酸性位数目和吸附氧量.根据原位红外漫反射结果, CuSO4/TiO2上的SCR反应遵循Eley-Rideal机理.气相的NO与吸附在Lewis酸性位上的NH3反应生成N2和H2O或许是主要的反应途径,并且吸附氧可能会促进这个过程.
关键词:
选择性催化还原
,
硫酸铜
,
活性
,
Eley-Rideal机理
,
路易斯酸性位
