新型金属多孔催化材料及其脱硝效果研究(精)
V2O5-WO3TiO2及其F掺杂催化剂的制备、脱硝特性与应用研究的开题报告
V2O5-WO3TiO2及其F掺杂催化剂的制备、脱硝特性与应用研究的开题报告1. 研究背景近年来，氮氧化物（NOx）对环境的污染越来越严重，对人体的健康也产生了很大威胁。
因此，在化学领域中，减少NOx的排放成为焦点。
脱硝技术是目前减少NOx排放最有效的方法之一。
传统的SCR（选择性催化还原）技术，需要使用高成本的催化剂和能源消耗大的硝化还原反应，使得其应用受到限制。
因此，为更有效地降低NOx排放，发展新的脱硝催化技术显得非常重要。
在此背景下，V2O5-WO3-TiO2催化剂的研究逐渐引起人们的关注。
这种催化剂有着很好的脱硝特性和稳定性，能够在较宽的温度范围内催化NOx的转化成为N2和H2O。
在添加F元素后，催化剂的催化活性和选择性还将得到进一步提高。
因此，本研究将对V2O5-WO3-TiO2及其F 掺杂催化剂进行制备、脱硝特性和应用研究。
2. 研究目的主要研究目的包括：（1）成功制备V2O5-WO3-TiO2及其F掺杂催化剂；（2）研究V2O5-WO3-TiO2及其F掺杂催化剂的结构、形貌和物理化学性质；（3）研究V2O5-WO3-TiO2及其F掺杂催化剂的脱硝特性，并探讨F掺杂对催化剂性能的影响；（4）探究V2O5-WO3-TiO2及其F掺杂催化剂在工业领域中的应用前景。
3. 研究方法（1）催化剂的制备：使用共沉淀法制备V2O5-WO3-TiO2及其F掺杂催化剂；（2）催化剂的表征：使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、氧化物还原状态（Redox）技术等技术手段对催化剂的结构、形貌和物理化学性质进行表征；（3）催化反应的测试：使用压力变化法测试V2O5-WO3-TiO2及其F掺杂催化剂的脱硝特性，系统研究F掺杂对催化剂性能的影响；（4）催化剂应用前景的评价：针对V2O5-WO3-TiO2及其F掺杂催化剂在实际工业领域中的应用特点、性能和成本进行分析，评价其在实际应用中的前景。
脱硝催化剂的研究现状与进展
脱硝催化剂的研究现状与进展
马小强
【期刊名称】《聚酯工业》
【年(卷),期】2024(37)1
【摘要】脱硝催化剂是用于减少工业和能源生产中产生的氮氧化物(NOx)废气的催化剂。
最新的研究主要集中在提高催化剂的活性、稳定性和选择性,以降低NOx 排放并减少对环境的不利影响。
本文主要介绍了目前脱硝催化剂的研究现状与进展,以期为相关研究提供一定的参考。
【总页数】4页(P51-54)
【作者】马小强
【作者单位】山东鸿运工程设计有限公司陕西分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ316
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3.我国烟气脱硝行业现状与前景及SCR脱硝催化剂的研究进展
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金属多孔材料的研究现状与发展前景
金属多孔材料的研究现状与发展前景金属多孔材料的研究现状与发展前景摘要：介绍了金属多孔材料的制备方法、应用、发展方向以及前景。
关键字：金属多孔材料；制备方法；应用金属多孔材料是一类具有明显孔隙特征的金属材料(孔隙率可达98%)，由于孔隙的存在而呈现出一系列有别于金属致密材料的特殊功能，广泛应用于冶金机械、石油化工、能源环保、国防军工、核技术和生物制药等工业过程中的过滤分离、流体渗透与分布控制、流态化、高效燃烧、强化传质传热、阻燃防爆等，是上述工业实现技术突破的关键材料。
近年来金属多孔材料的开发和应用日益受到人们的关注。
金属多孔(泡沫金属)材料是20世纪80年代后期国际上迅速发展起来的，是由刚性骨架和内部的孔洞组成，具有优异的物理特性和良好的机械性能的新型工程材料。
它具备的优异物理性能，如密度小、刚度大、比表面积大、吸能减振性能好、消音降噪效果好、电磁屏蔽性能高，使其应用领域已扩展到航空、电子、医用材料及生物化学领域等。
通孔的金属多孔材料还具有换热散热能力强、渗透性好、热导率高等优点；而闭孔金属多孔材料的物理特性则与通孔的相反。
为了得到不同性能的多孔金属，各种制备方法被相继提出，如直接发泡法，精密铸造法，气泡法，烧结法和电沉积法等[1,2]。
2 金属多孔材料制备方法2.1 从液态(熔融)金属开始制备2.1.1熔体发泡法在一定的条件下金属熔体中可生成气泡，并且一般情况下多数气泡由于浮力作用会迅速上升到液体表面而溢出。
为了使更多气泡留在熔体中，可在其中加入增粘剂来阻碍气泡的上浮。
19世纪60至70年代，人们就已经尝试用这种方法制备铝、镁、锌及其合金的泡沫材料。
过去的10年中，又涌现出了大量的新思路、新工艺，其中有两种熔体发泡工艺特别具有发展前景：其一是直接将气体通入金属熔体中，其二是将发泡剂加入熔体中，发泡剂分解释放大量气体[3]。
①直接吹气法：首先在熔融的金属中加入增粘剂以防止气泡从熔体中逸出。
随后，采用旋转浆或振动的喷嘴将发泡气体(空气、氮气、二氧化碳、氩气等)通入熔体中，旋转浆或喷嘴的作用是在熔体中产生足够多的优良气泡并使他们分布均匀。
《当代化工》2006年第35卷总目次
（—１ ） ３ ５ ７ （ ６） ３一ｌ１ （ ６） ３—１３ （ ６） ３—１６ （ ６） ３—１９ （ ７） ３一ｌ３ （ —１７ ３ ７）
己二酸合成工艺研究进展评 述 …… ………………………… …………………………… 刘周恩， 亚东， 章 连春 红 （ —１９ ３ ７） 磷钨杂多化台物结构对 柴油氧化脱硫性能的影响 ………………………………… 宾晓蓓 ， 王凯鹏 ， 宏 ， （ ２ ） 曹 等 ４—２３ 高附着力环氧粉末涂料 的研 究 ……………………………………………………… 颜 杰， 秀茂 ， 夏 唐 楷， （ 等 ４—２７ ２） ＰＴ Ｐ Ａ及 改性 ｐ：Ａ的台成与性能表征 ………… …… …………………… …………… 刘雄 军，余 万能， 晓 东 ｌ ｒ ｒ 何 废硫酸裂解制硫酸装置存 在的问题与对策 ……………………………………………………… 解 国宏 ，高卫亭 输苯管线集肤效皿 电伴 热的皿用及问题分析 …………………………………………………… 任林松 ，高 深 蜂窝陶瓷载体上 氧化铝 涂层的制备 …………………………………… ………………… 付套娟 ， 月昶 ， 金 康久常 聚丙烯流延腰专 用料的研 究开发 …………………………… ………… ………… ……… 白 玮 ， 刘新元 ， 李秀洁 咪唑啉季铵盐缓蚀 剂的合成及皿用研究 …………………………………………… 张士博， 王 慧， 李东胜 ， 等 提高 干法腈纶短 纤维 卷曲性能的研究 …………………………………………………………… 李 广，周 雪琴 （ ４—２０ ３） （ ３） ４—２３ （ ３） ４—２６ （ —２９ ５ ８） （ —２３ ５ ９） （ —２７ ５ ９） （ ３０ ５— ０ ）
氯、 二氧化氯和二氧化氯， 氯仿 前驱 物反 应的比较 ……………………………… 李元 鹏 ， 生彀 ， 寰 ， 氯与 李 郭 等 奥沙拉秦的合成 改进 ………………………………………………………………………………………… 杜 海堂 改性低毒氯丁橡胶胶粘剂的研究 ………………………………………………………… 宋 波， 王晓立 ，李 璐 莫来石纤维增强 ｓ 气凝胶 隔热材料的制备 ……………… ………… …………… 量志 军， ｉ 涂红 兵 ， 李轩科 ， 等 ｚｓ ｎ 纳米粒子的微乳液合成研究 ………… …… ……………… ………………………………… 粱 兵 ， 小军 孙 直链烷基苯工艺技术的发展 ………………………………………………………………………………… 房 晶 种改性醋酸乙烯乳液共聚涂料 的研究与皿 用 …………… ………… ………… ……………… 石蔚云 ， 爱民 卫
25孔脱硝催化剂比表面积-概述说明以及解释
25孔脱硝催化剂比表面积-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对25孔脱硝催化剂和比表面积的背景和相关信息进行简要介绍。
下面是一个可能的概述内容：引言概述随着工业发展和能源消耗的增加，大气污染成为一个全球性的问题。
氮氧化物（NOx）是造成大气污染的重要成分之一，其排放对环境和人类健康产生不可忽视的影响。
因此，研究和开发高效的催化剂来降低NOx 的排放量成为当前环境科学领域的一个重要研究课题。
25孔脱硝催化剂作为一种新型催化材料，具有优良的催化性能和稳定性，被广泛应用于NOx脱除过程中。
该催化剂以其独特的孔结构和催化活性吸引了许多研究人员的关注。
然而，催化剂的比表面积对其催化性能具有重要影响。
比表面积是指单位质量催化剂固体表面积的大小。
催化剂的比表面积越大，其表面的反应活性中心数量就越多，从而提高了催化反应的效率。
25孔脱硝催化剂由于其多孔结构特点，相较于传统催化剂，具有更大的比表面积，因此具有更高的催化活性和选择性。
本文将会针对25孔脱硝催化剂的比表面积进行深入研究和讨论。
通过实验和模拟方法，我们将探讨比表面积与25孔脱硝催化剂催化性能之间的关系，并探索提高催化剂比表面积的方法和途径。
基于这些研究成果，我们将能够更好地理解25孔脱硝催化剂的性能，并为进一步优化催化剂设计提供有价值的参考。
通过本文的研究，我们有望为解决大气污染问题和促进催化剂技术的发展做出一定的贡献。
本文的结论部分将总结研究结果，并针对未来的研究方向提出展望，以期推动相关领域的进一步研究和应用。
文章结构部分的内容可以包括以下内容：本文结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 25孔脱硝催化剂2.2 比表面积3. 结论3.1 总结3.2 展望在本文中，首先会进行引言部分的介绍，概述25孔脱硝催化剂以及比表面积的相关背景和意义。
然后，文章将详细探讨25孔脱硝催化剂的特点和应用领域，并分析比表面积在催化剂性能中的作用和影响因素。
铁基SCR脱硝催化剂改性研究
铁基SCR脱硝催化剂改性研究随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重。
其中，氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，对环境和人体健康产生严重影响。
因此，开发高效、环保的脱硝技术成为当前的研究热点。
其中，选择性催化还原（SCR）技术是一种主流的脱硝方法，而铁基SCR脱硝催化剂的研究则具有重要意义。
本文将阐述铁基SCR脱硝催化剂改性的研究背景、意义、目前存在的问题、实验方法、结果与讨论以及总结。
氮氧化物是主要的大气污染物之一，对环境和人体健康产生严重影响。
因此，开发高效、环保的脱硝技术成为当前的研究热点。
其中，选择性催化还原（SCR）技术是一种主流的脱硝方法。
在SCR技术中，催化剂的活性、选择性和稳定性是决定脱硝效果的关键因素。
铁基SCR 脱硝催化剂作为一种重要的催化剂，具有成本低、活性高等优点，但同时也存在一些问题，如高温下易氧化、抗硫性能差等。
因此，对铁基SCR脱硝催化剂进行改性研究，提高其性能和稳定性具有重要意义。
铁基SCR脱硝催化剂在高温高湿度的条件下易氧化，导致催化剂失活，同时其抗硫性能较差，容易受到硫化物等物质的干扰，影响脱硝效果。
因此，对铁基SCR脱硝催化剂进行改性研究，提高其抗氧化性能和抗硫性能，对于延长催化剂使用寿命、提高脱硝效果、降低运行成本具有重要意义。
目前，铁基SCR脱硝催化剂改性研究中存在以下问题：（1）改性过程中催化剂活性的变化规律尚不清楚；（2）改性过程中催化剂微观结构的变化及其与性能的关系尚不明确；（3）尚未找到一种有效的改性方法能够同时提高催化剂的抗氧化性能和抗硫性能。
本文采用浸渍法对铁基SCR脱硝催化剂进行改性研究。
将商业铁基SCR脱硝催化剂样品进行破碎、筛分，得到一定粒径范围的单分散催化剂颗粒。
然后将催化剂颗粒浸渍在一定浓度的改性剂溶液中，经过一定时间的浸泡、洗涤、干燥等步骤，制备得到改性后的催化剂样品。
本文通过对不同改性剂浓度、浸泡时间等因素的实验研究，得到了改性剂对催化剂性能的影响规律。
SCR脱硝催化剂的研究进展
SCR脱硝催化剂的研究进展摘要：选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction， SCR）法是目前可以找到的脱硝效率最高、最为成熟的技术，因其脱硝效率高、无二次污染而被广泛使用。
其中SCR催化剂是该技术的核心所在，该文主要介绍了SCR反应机理以及目前主流的SCR催化剂。
氮氧化物（NOx）主要来自化石燃料的燃烧，根据氮和氧结合形态的不同，可分为多种形式的化合物，主要包括NO、NO2、N2O、N2O4和N2O5，其中排放量最多、对大气环境危害最大的是NO和NO2，烟气中90%以上的NOx是NO。
目前，选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）技术广泛应用于传统工业。
SCR反应系统中存在两个难点问题：催化剂失效以及NH3过量逃逸，因此，将来讨论的重点是探究更好的催化剂。
1 SCR法原理SCR法的首次提出是在20世纪50年月，20世纪70年月投入工业应用。
目前其脱硝效率可达90%以上，该方法是采纳NH3作为还原剂，通过喷氨格栅进入烟道与烟气混合，进行氧化还原反应生成N2和H2O。
通过使用合适的催化剂，反应温度可以降低到400℃以下，脱硝效率可高达90%以上。
SCR法是目前工程上广泛使用的、可以用于固定源NOx治理的技术。
其中反应（1）反应是标准SCR主反应，90%以上的NOx是NO气体；（2）反应是快速SCR反应，由于该反应较为快速，NO、NO2同时参加反应；（3）反应是NO2-SCR反应。
在无催化剂存在的条件下，SCR 反应温度范围都特别狭窄（980 ℃左右），选择SCR催化剂能够降低反应活化能，降低反应温度，应用于实际电厂工况即290 ℃～430 ℃范围内。
2 SCR脱硝催化剂种类研发具有优良性能的催化剂是SCR脱硝技术的核心，因為催化剂的成本很高。
目前市面上可见的SCR催化剂有成百上千种，包括低温、超低温、中温等。
大体上可将这些催化剂分为以下4类：金属氧化物催化剂、碳基催化剂、贵金属催化剂和分子筛催化剂。
新型多孔材料在催化领域的应用
新型多孔材料在催化领域的应用近年来，随着科学技术的不断发展，新型多孔材料在催化领域的应用越来越受到人们的关注。
这些材料具有独特的微孔结构和特殊的表面性质，能够有效地调控化学反应的速率和选择性。
本文将通过具体的实例来探讨新型多孔材料在催化领域中的应用，并深入分析其在催化反应中的机理。
首先，让我们来认识一下什么是新型多孔材料。
新型多孔材料，是指在材料中有大量的小孔或者微孔的材料。
这些孔道具有很小的尺寸，通常在纳米级别。
常见的新型多孔材料包括金属有机框架（MOFs）、介孔材料、纳米孔材料等。
这些材料之所以在催化领域应用广泛，是因为它们具有高的比表面积和可调控的孔径尺寸。
其次，新型多孔材料在催化反应中的应用非常广泛。
以金属有机框架（MOFs）为例，它是由金属离子和有机配体组成的晶体材料，具有独特的多孔结构。
MOFs具有极高的比表面积和孔容，因此可以作为催化剂载体，用于吸附催化剂或者催化物质。
研究表明，将催化剂负载在MOFs上可以提高其催化活性和选择性。
比如，将金属纳米颗粒负载在MOFs上可以形成高效的催化剂，用于有机合成反应。
这是因为MOFs具有可调控的孔径和孔道结构，可以实现对反应物分子的分子筛效应。
此外，新型多孔材料还可以被用于催化反应的催化剂设计。
催化剂设计是催化领域的一个重要课题，通过设计新型的催化剂，可以提高催化反应的效率和选择性。
在这方面，新型多孔材料具有独特的优势。
例如，金属有机框架具有可调控的孔径和孔道结构，可以通过设计合适的有机配体来实现对催化剂的调控。
另外，介孔材料具有大的孔径和孔容，可以用来控制催化反应的扩散和传质过程。
因此，通过合理设计多孔材料，可以实现对催化反应过程的精确控制。
最后，让我们来分析一下新型多孔材料在催化反应中的机理。
新型多孔材料在催化反应中的作用机理主要包括两个方面：分子筛效应和催化剂调控。
分子筛效应是指催化剂中的孔道可以筛选分子的大小和形状，从而实现对反应物的选择性吸附和转化。
锰基多金属氧化物低温SCR脱硝催化剂的制备及性能研究
锰基多金属氧化物低温SCR脱硝催化剂的制备及性能研究锰基多金属氧化物低温SCR脱硝催化剂的制备及性能研究摘要：近年来，随着环境保护意识的增强，研究低温SCR脱硝催化剂的制备及其性能已成为研究热点之一。
本文通过研究锰基多金属氧化物低温SCR脱硝催化剂的制备方法以及其催化性能，为进一步优化SCR脱硝催化剂的工艺提供了有效的依据。
1. 引言氮氧化物是大气污染的主要成分之一，对环境和人体健康造成了严重威胁。
其中，SCR (Selective Catalytic Reduction) 技术是一种有效降低氮氧化物排放的方法，因其具有高效能、低温脱硝和选择性催化等优点而备受关注。
作为SCR催化剂的核心，多金属氧化物的制备和性能研究对其催化效果起着至关重要的影响。
2. 锰基多金属氧化物制备方法本文采用共沉淀法制备了锰基多金属氧化物催化剂。
将锰盐和其他金属盐按一定的摩尔比放入反应容器中，在适当的温度和pH值下加入沉淀剂。
通过搅拌和过滤，得到沉淀物，并经过洗涤和干燥后，得到所需的催化剂。
3. 催化剂表征利用X射线衍射仪对制备的催化剂进行了表征。
结果显示，所制备的催化剂具有较高的结晶度和适当的比表面积。
此外，还使用扫描电子显微镜对催化剂的形貌进行了观察，结果显示催化剂颗粒均匀分布且尺寸较为均一。
4. 催化性能测试本文采用模拟SCR脱硝反应测试催化剂的性能。
将催化剂加入反应装置中，并加入适量的模拟废气和还原剂，通过控制温度和气体流速等条件，观察催化剂对氮氧化物的脱硝效果。
结果显示，所制备的锰基多金属氧化物催化剂在低温下表现出良好的脱硝效果。
5. 影响催化性能的因素在研究中发现，催化剂的活性主要受到催化剂组成、结构和表面性质的影响。
不同金属的添加会影响催化剂内部氧化还原能力，从而影响SCR反应的催化效果。
此外，催化剂的结构和表面性质同样对其催化性能起着重要作用。
6. 优化催化剂制备工艺在实验过程中，本文通过改变锰基多金属氧化物催化剂的制备条件，如温度、浓度、pH值等，进一步优化催化剂的性能。
金属基脱硝催化剂
金属基脱硝催化剂引言：脱硝是一种重要的环境保护技术，用于降低燃烧过程中产生的氮氧化物（NOx）排放量。
金属基脱硝催化剂是一种有效的脱硝材料，具有高催化活性和良好的稳定性。
本文将介绍金属基脱硝催化剂的原理、制备方法以及应用领域。
一、金属基脱硝催化剂的原理金属基脱硝催化剂利用金属表面的活性位点吸附和催化还原NOx，从而将其转化为无害的氮气。
金属基脱硝催化剂的活性位点通常是金属表面上的氧化物或金属间隙。
当NOx通过催化剂表面时，它们首先被吸附到活性位点上，然后与还原剂（如氨气或碳氢化合物）发生反应，生成氮气和水。
二、金属基脱硝催化剂的制备方法1. 沉淀法：将金属盐与沉淀剂反应生成沉淀，然后经过过滤、洗涤和干燥等步骤制得催化剂。
这种方法简单易行，适用于大规模生产。
2. 模板法：通过在金属表面上覆盖一层模板材料（如聚合物或碳纳米管），然后在模板上沉积金属或金属氧化物。
最后，通过热解或物理方法去除模板，得到金属基脱硝催化剂。
这种方法可以控制催化剂的形貌和活性位点的分布。
3. 溶胶-凝胶法：将金属盐和溶胶剂混合，形成溶胶。
然后，通过加热和干燥等步骤形成凝胶，并通过煅烧得到金属基脱硝催化剂。
这种方法得到的催化剂具有高比表面积和较好的分散性。
三、金属基脱硝催化剂的应用领域金属基脱硝催化剂广泛应用于工业废气处理和汽车尾气净化等领域。
在工业废气处理中，金属基脱硝催化剂可以有效降低电力厂、钢铁厂和化工厂等的NOx排放量，减少对大气环境的污染。
在汽车尾气净化中，金属基脱硝催化剂被广泛应用于柴油车和汽油车的催化转化器中，可将尾气中的NOx转化为无害物质，减少对环境的影响。
四、金属基脱硝催化剂的发展趋势随着环境保护意识的增强和法规的不断加强，金属基脱硝催化剂的研究和应用将会得到进一步推广和发展。
未来的研究重点将集中在提高催化剂的催化活性和选择性、降低成本和毒性、减少能源消耗等方面。
同时，金属基脱硝催化剂的结构设计和制备方法也将得到改进和创新，以满足不同领域和应用的需求。
金属有机物骨架(MOF)在脱硫脱硝行业的研究进展
金属有机物骨架(MOF)在脱硫脱硝行业的研究进展摘要：近年来，MOFs作为一种新兴材料，在环境治理领域引起了学者们的广泛兴趣，特别是在脱硫脱硝领域的研究越来越成熟。
概述了MOFs在液相/气相条件下，对化石燃料脱硫脱硝的研究进展。
关键词：金属有机物骨架；吸附；脱硫；脱硝在现代技术发展日新月异的时代，人类对能源的需求与日俱增，对现有的能源结构产生了巨大压力。
目前为止，世界能源的主要来源一直是化石燃料，如煤炭类、石油、油页岩、天然气等，这些化石燃料在使用过程中，除了会产生温室气体CO2外，还会排放有害的化学物质，如含氮化合物(NCCs)和含硫化合物(SCCs)，对环境造成不可估量的危害，包括破坏臭氧层，引起水体酸化、富营养化，损害人体器官，甚至危害生态系统的稳定。
随着社会的发展对能源需求不断增加，能源使用过程中对环境造成的威胁也与日俱增。
因此，如何有效地将燃料或其燃烧产物中的NCCs和SCCs去除，对社会及人类发展是十分重要的。
天然化石燃料中的SCCs主要是噻吩及其衍生物，如苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)、4-甲基苯并噻吩(4-MBT)、4,6-二甲基苯并噻吩(4,6-DMDBT)、3,7-二甲基二苯并噻吩(3,7-DMDBT)和2,8-二甲基二苯并噻吩(2,8-DMDBT)。
除了这些溶解的化合物，还有一些气态的SCCs，例如，在化石燃料降解或燃烧过程中产生的H2S、SO2和SO3。
NCCs主要存在于液相，可以分为两大类。
第一类包括通常是碱性的六元环，如吡啶(Py)、喹啉(QUI)、四氢喹啉(THQ)和吖啶(ACR)；第二类包括通常为中性的5元杂环，如吡咯(Prl)、吲哚(IND)、咔唑(CAR)及其衍生物。
而对于气态的NCCs最丰富和最重要的是NH3、NO和NO2。
由于SCCs和NCCs对生态环境和人类产生的严重不良影响，世界各国政府对这些物质在环境中的排放浓度越来越严格。
例如，在欧盟和美国的指导方针中，分别规定燃料中硫的含量应低于10 ×10-6和15 ×10-6(按质量计的百万分之一)[1-2]。
碳基催化剂在脱硝反应中的催化性能研究
碳基催化剂在脱硝反应中的催化性能研究碳基催化剂是一种新兴的催化剂，因其高效、环保而备受关注。
在脱硝反应中，碳基催化剂在降低氮氧化物排放、改善空气质量方面具有广阔的应用前景。
本文将从碳基催化剂的性质和脱硝反应机理出发，探讨碳基催化剂在脱硝反应中的催化性能研究。
一、碳基催化剂的性质碳基催化剂主要由石墨烯、碳纳米管、炭黑等碳材料构成。
这些材料具有高比表面积、优良的导电、导热性质以及可调控的催化活性等特点，是理想的催化剂载体。
此外，碳基催化剂还具有优异的稳定性和耐腐蚀性，不易受潮、氧化、热解等影响。
由于其本身就是元素碳，碳基催化剂还具有环保、可再生的特点，不会对环境造成任何负面影响。
二、脱硝反应机理脱硝反应是指将NOx（一氧化氮和二氧化氮的混合物）转化成N2和H2O的反应。
在大气中的典型主要反应为NO+O->NO2+O2，NO2+O->NO+O2和2NO2->2NO+O2。
脱硝反应机理非常复杂，与反应条件、反应物种类、反应体系、催化剂种类等有关。
传统的脱硝方法包括选择性催化还原（SCR）、非选择性催化还原（NSCR）、吸收氧化法等。
目前，碳基催化剂在SCR脱硝反应中表现出良好的催化活性和选择性。
三、碳基催化剂在脱硝反应中的催化性能研究近年来，国内外学者对碳基催化剂在脱硝反应中的催化性能进行了深入研究。
研究表明，碳基催化剂对NH3选择性催化还原NOx具有良好的催化性能。
其中，石墨烯和碳纳米管是目前应用最广泛的载体，由于其高比表面积和良好的导电性质，可以提高反应性能。
此外，大量的实验数据表明，掺杂金属或氮等元素可以提高碳基催化剂的催化活性，有助于实现更高效的脱硝反应，同时减少副产物的生成。
除此之外，碳基催化剂的形态和结构也是影响催化性能的重要因素。
研究发现，不同形态的石墨烯（如片状、球形、杆状等）具有不同的催化性能，随着球形和杆状石墨烯的比表面积的增大，其SCR活性逐渐提高。
此外，不同形态的碳纳米管也有明显的催化性能差异。
脱硝过程中催化剂的设计与性能优化研究
脱硝过程中催化剂的设计与性能优化研究摘要脱硝技术是目前减少大气污染的重要途径之一。
在脱硝过程中，催化剂是关键的催化剂，直接影响脱硝反应的效率和选择性。
本文综述了脱硝催化剂的设计和性能优化研究进展，分析了影响催化剂性能的因素，并讨论了如何通过改变催化剂的结构和组成、优化反应条件和催化剂的制备方法等方面来提高催化剂的性能。
最后，展望了脱硝催化剂设计与性能优化研究的未来发展方向。
关键词：脱硝；催化剂；设计；性能优化1.引言随着工业化和城市化的发展，大气污染问题越来越严重。
氮氧化物（NOx）是大气中的主要污染物之一，对环境和人类健康造成了严重影响。
因此，减少NOx排放是减轻大气污染的重要手段之一。
脱硝技术是目前最有效的降低NOx排放的技术之一，它通过在脱硝催化剂的作用下将NOx转化为无害物质N2和H2O。
催化剂是脱硝技术中不可或缺的组成部分，直接影响脱硝反应的效率和选择性。
因此，对脱硝催化剂的设计和性能优化研究具有重要意义。
本文将综述脱硝催化剂的设计和性能优化研究进展，分析影响催化剂性能的因素，并讨论如何通过改变催化剂的结构和组成、优化反应条件和催化剂的制备方法等方面来提高催化剂的性能。
最后，展望了脱硝催化剂设计与性能优化研究的未来发展方向。
2.影响催化剂性能的因素2.1 催化剂的化学组成催化剂的化学组成是影响其催化性能的关键因素之一。
一般来说，催化剂的化学组成应该满足以下要求：（1）具有高的催化活性和选择性；（2）具有良好的热稳定性和耐腐蚀性；（3）催化剂中的元素在反应过程中不会引起二次污染。
因此，在设计催化剂时，需要考虑催化剂中化学组成的平衡，优化催化剂的化学组成以提高其催化性能。
2.2 催化剂的物理性质催化剂的物理性质也是影响催化剂性能的重要因素之一。
物理性质包括催化剂的比表面积、孔隙结构、晶体结构和表面酸碱性等。
这些性质直接影响催化剂的催化性能和稳定性。
因此，在催化剂的设计和制备过程中，需要考虑催化剂的物理性质，优化催化剂的物理结构以提高其催化性能。
铜基催化剂在脱硝反应中的应用研究
铜基催化剂在脱硝反应中的应用研究随着环保意识的增强，对环境质量的要求越来越高。
尤其是工业生产中产生的废气对环境的影响已经引起了人们的广泛关注。
为了减少废气对环境的污染，人们已经开发出各种净化技术。
其中，脱硝技术是重要的废气净化技术之一。
在脱硝技术中，铜基催化剂是一种广泛使用的催化剂。
一、铜基催化剂在脱硝反应中的原理铜基催化剂主要是由CuO和活性载体（如γ-Al2O3、TiO2等）组成。
在脱硝反应中，NO和NH3或氨水反应生成N2、H2O和少量的N2O。
铜基催化剂主要是作为氧化还原（redox）催化剂，通过氧化还原反应将氮化物（NO和NH3）转化为无害物质（N2、H2O和N2O）。
二、影响铜基催化剂脱硝反应的因素1.温度：反应温度影响催化剂表面的活性位点数量、表面吸附能力以及反应的速率常数。
因此，反应温度对铜基催化剂的脱硝性能影响比较大。
2.空速：空速是指单位时间内通过反应器的废气体积。
空速越大，则单位时间内反应次数越少，影响铜基催化剂的脱硝效率。
3.反应物浓度：反应物浓度也是影响脱硝反应速率的重要因素。
过低的浓度会降低反应速率，而过高的浓度则会使反应速率无法提高。
三、铜基催化剂的优点1.高效：铜基催化剂在脱硝反应中，能够将NO被还原形成N2的速率大大提高，从而提高反应效率。
2.稳定：铜基催化剂具有较好的物理和化学稳定性，能够承受在高温、高氧浓度和高含水量的废气环境中进行脱硝反应。
3.成本低：与其他脱硝催化剂相比，铜基催化剂具有成本低廉的特点。
四、铜基催化剂的应用前景目前，铜基催化剂已经得到了广泛的应用。
铜基催化剂在电力、石油、钢铁、化工、冶金等行业中的废气处理中得到了广泛应用。
在未来，随着环保意识的不断提高，铜基催化剂的应用前景将会更加广阔。
五、结论铜基催化剂是一种有效的脱硝催化剂。
在脱硝反应中，铜基催化剂能够高效地将氮化物转化为无害物质。
在未来，铜基催化剂的应用前景将会更加广阔。
多孔金属催化剂
多孔金属催化剂
多孔金属催化剂是一种具有高效催化活性和选择性的新型催化剂。
它由具有高比表面积和丰富孔道结构的多孔金属材料制备而成，具有独特的催化性能和催化反应机理。
多孔金属催化剂可以应用于多种催化反应，如氧化反应、加氢反应、脱氢反应、脱氧反应、氧还原反应等。
在这些反应中，多孔金属催化剂可以提高催化反应的效率和选择性，同时减少催化剂的使用量和催化剂的污染物排放量。
多孔金属催化剂的制备方法包括模板法、自组装法、溶胶凝胶法等多种方法。
其中模板法是制备多孔金属催化剂最常用的方法之一，它利用有机或无机模板剂控制金属氧化物的形貌和孔道结构，制备出具有高比表面积和孔道结构的多孔金属催化剂。
多孔金属催化剂的应用前景广阔，随着催化科学和技术的不断进步，多孔金属催化剂将成为未来绿色催化技术的重要组成部分。
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脱硝催化剂在金属基体表面的负载方法与工艺研究进展
2018年第37卷第8期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3001·化 工 进展脱硝催化剂在金属基体表面的负载方法与工艺研究进展文聪，陈冬林，熊颖（长沙理工大学能源与动力工程学院，湖南 长沙 410114）摘要：基于负载脱硝催化剂的换热管烟气脱硝与余热回收一体化技术，具有良好的发展前景，但在实际应用中缺乏在铁基体表面高效、稳定负载脱硝催化剂的方法及工艺。
本文综述了国内外有关脱硝催化剂在金属基体表面的各种负载方法及其特性，重点探讨了浸渍法、粉末涂覆法、离子交换法、脉冲激光沉淀法、辊压法、浆料喷涂法等直接负载方法，以及溶胶-凝胶法、高温氧化法、等离子喷涂法、超音速火焰喷涂法、电弧喷涂法、电泳沉积法等间接负载方法的中间过渡层制备方法。
同时，对直接负载方法及间接负载方法的优缺点分别进行了对比分析，以期为烟气脱硝与余热回收一体化技术的应用提供借鉴，并指出等离子喷涂-浸渍法是脱硝催化剂在铁基体表面负载的可行方法之一。
关键词：催化剂；金属基体；负载方法；工业炉窑；选择催化还原；稳定性中图分类号：O643.36 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）08–3001–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1839Research progress of the loading method of denitrification catalyst on thesurface of metal baseWEN Cong , CHEN Donglin , XIONG Ying（School of Energy and Power Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114,Hunan, China ）Abstract: The integration of flue gas denitrification and waste heat recovery inside heat exchange tubes loading with the denitrification catalyst has shown a good prospect. However, high-efficient and stable technique to load the denitrification catalyst on the surface of the iron substrate are lacked in practical application. In this paper, various loading methods and their characteristics of denitrafication catalyst on the surface of metallic matrix at home and abroad are reviewed. The direct loading method such as impregnation method, powder-coated method, ion-exchange method, pulsed laser deposition method , roller pressure method , slurry spraying method, and the indirect loading method such as sol-gel method, high-temperature oxidation method, plasma spraying method, high velocity oxygen fuel method , arc spraying method and electrophoretic deposition method are discussed respectively. At the same time, in order to provide reference for the application of the integration technology of flue gas denitrification and waste heat recovery, the advantages and disadvantages of the direct and indirect loading methods are compared and analyzed. One of the plasma spraying-impregnation method was proposed as a feasible method for loading denitrification catalyst on the surface of the iron substrate.Key words: catalyst; base metal; loading method; industrial furnace; selective catalyst reduction ；stability新中心”项目。
用于光催化的金属氧化物多孔材料的研究进展综述
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
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科技创新导报 2020 NO.26 Science and Technology Innovation Herald
促进了光催化在节省能源和保护环境上发挥的意义。 后来，I n o u e 教 授 还 发现了在 光 催 化 技 术的影响下，二 氧化碳具有还原有机化学物的效果，进一步促进光催 化技术在能源及环境保护中的效果。
1 多孔金属氧化物合成和光催化降解污染物分析 1.1 二氧化钛（TiO2）
二 氧化钛 是 最 佳 的 半 导 体 材料，这一材料 的成 本 较低但 是稳定性较 好且具 有高催 化活性特点，因此被 广泛 应 用在光催 化降 解污染物中。有研 究 人 员表 示， 乙酸 锌 可作为 锌 源、异丙 醇 钛作为 钛 源，利用 气 相 沉 积法制备技术在气溶胶的辅助下，可制备出分级孔道 的多孔二氧化钛薄膜。紫外线的影响下可完成燃料以 及硬脂酸的讲解处理，通过这一技术制备出的二氧化
要 持 续提高多 孔 二氧化钛的光 催 化 效 果，有关 人 员针对其实施了复合、负载以及掺杂手段的实施，在简 易的溶剂热法手段可制备出多孔的TiO2/C复合物，同 时受到不同电解质、不同电压的影响，钛这一物质制备 出的多孔二氧化钛薄膜能够在紫外线的刺激下完成甲 基蓝的降解处理，催化效果最好的产物4d内的脱色率 高于99%[4]。
关键词：光催化 金属氧化物 多孔材料 研究进展
中图分类号：O643
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2020)09(b)-0063-03
Research Progress of Porous Metal Oxide Materials for Photocatalysis
ZSM-5在选择性催化还原脱硝中的应用研究综述
ZSM-5在选择性催化还原脱硝中的应用研究综述阮李力;谢云;张东【摘要】ZSM-5作为一种广泛关注的脱硝催化剂,成为国内外研究的重点；介绍了ZSM-5催化剂的结构、性能,并对其在选择性催化还原脱硝中ZSM-5型催化剂的合成、结构、催化性能、改性及其应用进行了介绍,重点介绍了几种以ZSM-5为载体的分子筛催化剂在选择性催化还原(SCR)脱硝中的研究状况；指出了实际应用中ZSM-5还需解决的问题.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)004【总页数】4页(P19-22)【关键词】分子筛;催化剂;选择性催化还原【作者】阮李力;谢云;张东【作者单位】中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳621999;四川大学,四川成都610065;四川大学,四川成都610065;四川大学,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】O643.36氮氧化物 (NOx)对大气的污染是一个全球性的环境问题，控制和治理NOx污染已迫在眉睫，烟气脱硝是控制NOx污染的一个重要途径。
在众多烟气脱硝技术中，由于选择性催化还原技术 (SCR)具有成熟可靠、效率高、选择性好，在世界各地固定源NOx控制中得到了较为普遍的应用，而SCR技术也存在很多问题，催化剂容易被小颗粒堵塞，成本及运行费用高，因此，SCR技术的发展重点是开发经济、高效的催化剂。
脱硝催化剂的研究主要集中在贵金属类催化剂、金属氧化物类催化剂及分子筛催化剂上。
贵金属类催化剂有较高的活性且反应温度较低，但易于与硫反应，且价格昂贵，在20世纪80、90年代以后逐渐被金属氧化物类催化剂所取代;金属氧化物类催化剂主要包括 V2O5，Fe2O3，CuO，CrOx，MnO，MgO，MoO3等金属氧化物或其联合作用的混合物，还原剂一般选择NH3，其一般属于中温催化剂，具有10～15年历史，应用最为广泛，且抗SO2中毒;而分子筛催化剂的特点是反应温度较高，最高可达600℃，NOx转化率很高，NH3泄漏少，目前是国内外研究的重点。
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新型金属多孔催化材料及其脱硝效果研究
燃煤锅炉排放的烟气中含有SO2 、NO x 和粉尘等多种有害成份,对生态环境与人体健康带来严重的污染与危害,因此控制烟气中SO2 、NO x 和粉尘等有害物质的排放已成为我国能源行业相当长时期的重要任务。
本文根据燃煤烟气净化的需要以及催化材料的发展,针对当前国际上采用陶瓷材料为基体进行催化过滤材料的研究所存在的抗热震性不好、可靠性不高等问题, 研究了金属多孔催化材料。
该材料具有良好的气体渗透性能和优异的力学性能,并集过滤除尘与催化转化功能于一体,是一种多功能复合的新型材料。
在材料制备的基础上,采用SCR (选择性催化还原) 方法, 在实验室内对这种新型金属多孔催化材料的NO x 催化转化能力进行了评价,探讨了NO x 催化转化效果的影响因素,为新型金属多孔催化材料的实际应用提供实验基础。
1 金属多孔催化载体材料的制备
采用粉末冶金、氧化预处理与溶胶- 凝胶等工艺来制备金属多孔催化载体材料。
具体而言, 首先采用粉末冶金工艺,制备316L 不锈钢粉末烧结多孔基体材料;然后通过氧化预处理工艺,在多孔不锈钢基体材料上形成一层致密的氧化薄膜作为多孔基体与Al2O3 之间的过渡层,以提高基体与Al2O3 的结合强度;再采用溶胶- 凝胶工艺, 在基体材料表面与孔道内侧涂覆Al2O3 涂层;最后通过高温焙烧,形成完整而均匀的γ- Al2O3 , 制备出金属多孔催化载体材料。
采用扫描电镜对所制备的多孔金属载体表面及断面形貌进行了观察,如图1 所示。
由图1 可见,制备的氧化铝膜附着于基体内孔壁上(图1a) ,纳米尺度的溶胶粒子在表面上复合(图
1b) 大大提高了基体的比表面积。
金属多孔催化载体材料的性能对于催化剂的负载及催化活性的优劣起着决定性作用,表1 列出了多孔金属载体的比表面积、平均孔径、渗透性等相关参数。
从中可见,不同工艺参数制备的样品性能有所不同。
样品R - 4 既具有较高的比表面积与孔容,又具有一定的渗透性,可以作为多孔催化过滤基体材料。
2 催化剂活性组分的负载
在制备烧结金属多孔材料载体的基础上,必须采用一定的方法,将催化剂活性组分担载在多孔金属载体上。
目前,常用的催化剂活性组分负载方法可以大致分为浸渍法、离子交换法与沉淀法等3 种,本课题采用浸渍法。
根据浸渍法的典型工艺流程,在采用浸渍法担载催化剂时,首先应配制一定浓度的浸渍溶液。
而浸渍溶液浓度及浸渍方式的确定,则主要取决于催化剂载体材料的吸水率大小。
本课题采用称重法,测试了316L 不锈钢实体、烧结粉末材料及其预氧化基体材料以及催化剂载体材料的吸水率,结果如表2 所示。
由表2 可见,316L 不锈钢实体材料的吸水率极低,几乎没有吸水性;不锈钢粉末烧结试样的吸水性也很低。
而将烧结粉末多孔试样进行预氧化,特别是进行溶胶、凝胶处理后,其吸水率大大提高,可以作为负载催化剂活性组分的载体。
催化剂活性组分为V2O5·γ- Al2O3 (γ- Al2O3 作为V2O5 的直接附着层,可以大大提高V2O5 的催化活性) 。
催化剂活性组分的盐溶液为NH4VO3 (偏钒酸铵) 溶液,按过量浸渍20 %配制实验所需的浸渍液浓度。
然后将金属多孔载体进行浸渍、干燥处理后,再进行高温焙烧,实现V2O5 的负载。
实验中制备的金
属多孔复合催化材料,V2O5 的负载量为3 %～7 % , V2 O5 的分散度为5 0 %～80 %。
图2 给出了活性组分的SEM 观察形貌。
由图2a 可以看出,多孔催化载体经多次浸渍、干燥后,其表面吸附了一些NH4VO3 ,但此时的NH4VO3 颗粒粗大,容易发生聚集,因此分布不很均匀。
而将浸渍、干燥后的载体试样再进行焙烧(图2b) ,NH4VO3 分解为细小的V2O5 颗粒, 均匀弥散地分布在多孔催化载体表面,具有很高的催化活性。
3 金属多孔催化材料NO x 催化转化效果评价
3. 1 实验方法及其原理
采用SCR 方法,对所制备的金属多孔催化材料进行NO x 催化效果转化评价实验。
SCR 方法的原理是采用还原剂(主要为NH3) ,在催化剂的作用下,与烟气中的NO x 发生反应,将其转化为N2 与H2O ,如图3 所示。
SCR 方法的“选择性”是指氨气有选择地进行还原反应,在这里它只选择还原NO x 。
3. 2 实验设备与工艺条件
整个实验系统由3 大部分组成: (1) 配气系统,目的是配制出满足实验要求的含有不同组成的混合气体; (2) 反应和控制系统,包括控制反应的温度; (3) 分析系统,采用HORIBA PG - 405 型气体浓度分析仪,分析混合气体进出口的NO、O2 、CO2 和SO2 的浓度。
评价实验装置示意图见图4 。
实验工艺条件主要包括模拟烟气的组成、实验温度、空速等因素。
模拟烟气组成的体积分数( %) 为: NO 0. 05 + O2 5 + CO2 12 ,N2 为平衡气; 另外,为了考察SO2 对催化剂活性的影响,部分实验加入了SO2 ,模拟烟气组成的质量分数( %)
由图5a 可见,在空速为18 000 h - 1时,对模拟烟气中的NO x 的最大催化转化率达到93 %。
为:NO 0. 05 + O2 5 + CO2 12 + SO2 0. 05 ,N2 为平衡气。
还原剂采用氨气,质量分数均为0. 05 % (500 ×10 - 6) ,总的气体流量控制在～0. 5 L/ min。
实验温度根据烟气的一般工作温度确定为150～500 ℃,每隔50 ℃取一个温度点。
此外,空速的大小决定了反应物在催化剂上的停留时间, 实验中采用两种空速18 000 h - 1与36 000 h - 1 , 分别进行了NO 催化转化效果的评价研究。
3. 3 实验结果与分析
通过实验,得到了在不同空速、有无SO2 条件下的NO 转化率与温度的关系曲线,如图5a 与图5b 所示。
图5a 与图5b 均表明,在相同空速条件下,随着温度的增加,催化转化率提高;在相同温度下,随着空速的增加,催化转化率下降。
如果NH3 催化还原脱除NO 的反应速率用下面的一般反应方程式表示:
则由(3) 式可知,温度增加,则K 增加,因而使得反应速率加快。
因此随着温度的增加,催化反应速率增加。
另一方面,在实验条件下,表观反应时间与空速的倒数成正比,即:
因此随着空速增加,反应物与催化剂的接触时间也缩短,使得NO x 转化率下降。
不过,空速增加意味着单位催化剂在单位时间内气体处理量增加,因此在满足要求的条件下,对于催化反应, 希望尽可能在较高的空速条件下进行。
在选择性催化还原脱除NO 的反应过程中, 由于废气中不可避免含有一定数量的硫化物(主要是SO2) ,因此要求催化剂具有一定的耐硫中毒性能。
图5b 表明,当模拟烟气中含有500 ×10 - 6 的SO2 时,与不含SO2 模拟烟气(图5b) 相比, NO 的脱除效率在两种空速条件下均有所降低。
可见,SO2 的存在一定程度上降低了催化剂的活性。
4 结论
(1) 采用粉末冶金、氧化预处理与溶胶- 凝胶等工艺,成功制备了具有较高比表面积与孔容、又具有一定渗透性的316L 不锈钢多孔催化载体材料。
(2) 采用浸渍法,在多孔金属载体表面上实现了催化剂活性组分的负载,活性组分V2O5 负载量为3 %～7 % ,分散度为50 %～80 % ,且细小弥散,分布均匀,具有很高的催化活性。
(3) 催化转化脱硝效果实验表明,所制备的多孔金属催化过滤材料,在空速为18 000 h - 1时, 对模拟烟气中NO x 的最大催化转化率为93 %。
在相同空速条件下,随着温度的增加,催化转化率提高;在相同温度下,随着空速的增加,催化转化率下降。
同时SO2 的存在一定程度上降低了催化剂的活性。
（来源：当代化工作者: 匡星, 王凡, 杨军军, 邢毅, 郭辉进, 顾临, 况春江）。