徐宝强
,
徐海迪
,
林涛
,
曹毅
,
兰丽
,
李元山
,
冯锡
,
龚茂初
,
陈耀强
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61102-0
CeTiOx具有高的 NH3选择性催化还原(NH3-SCR)活性和 N2选择性,被认为是具有应用前景的催化剂.但是, CeTiOx不抗碱金属中毒,在含有大量 K离子的生物质柴油的燃烧装置中中毒尤为严重,因而限制了 CeTiOx催化剂在生物质燃料装置上的进一步应用.本文通过在 CeTiOx催化剂中掺杂 Zr元素来提升其抗 K+中毒的能力.采用共沉淀法制备了 CeTiOx (CT)和 CeZrTiOx (ZCT)两种 NH3-SCR催化剂.将不同含量的硝酸钾(K+/Ce =0.1,0.2)负载在催化剂表面,焙烧处理后得到 K+中毒的催化剂(K0.1-CT, K0.2-CT, K0.1-ZCT和 K0.2-ZCT).通过测定各催化剂的催化活性来研究 Zr的添加对 CT催化剂抗 K+中毒能力的影响. NH3-SCR活性数据表明, CT和 ZCT催化剂都达到了接近100%的 NOx转化率,且两种新鲜催化剂的催化性能基本无差别.浸渍不同含量的 K+之后, ZCT催化剂明显优于 CT催化剂： K0.1-CT和 K0.1-ZCT上的 NOx转化率分别为90%和62%；而 K0.2-CT和 K0.2-ZCT上分别为48%和13%.可见,随 K+添加, ZCT催化剂活性降低更缓慢,表明 Zr的添加提高了 CT催化剂抗 K+中毒能力. BET数据显示,在新鲜催化剂中, Zr的添加增加了催化剂比表面积和孔体积； K+中毒之后, ZCT仍然表现出比 CT更好的织构性能. X射线衍射和拉曼光谱结果显示,随着 K+负载量的增加,锐钛矿 TiO2的衍射峰逐渐变得尖锐,说明无定形 TiO2逐渐结晶并不断长大,从而导致催化剂比表面积下降.与 CT相比,随着 K+负载量增加,催化剂晶型并没有明显变化.这说明 Zr的添加可以抑制锐钛矿 TiO2的结晶及长大.由此可见 Zr的添加可抑制因 K+中毒而引起的催化剂结构变化,所以仍能保持较高的 NOx转化率.透射电镜(TEM)结果表明,随着 K+负载量逐渐增加,催化剂的晶粒尺寸逐渐变大： CT, K0.1-CT和 K0.2-CT的平均晶粒尺寸分别为7,13和15 nm,而 ZCT催化剂晶粒尺寸增大并不明显,分别为5,8和10 nm.很明显, Zr的添加抑制了催化剂晶粒长大,从而提高了其结构稳定性能.综上可见,由负载 KNO3而引起的“熔盐效应”得到了有效抑制. X射线光电子能谱结果表明,随着 K+负载量增加, CeZrTiOx催化剂的 Ce3+/Ce4+值下降得比 CeTiOx更缓慢,说明加入 Zr之后,催化剂具有更多的晶格缺陷和氧空缺,因而有利于 NH3-SCR活性的提高. ；另外,催化剂酸性也是影响 NH3-SCR活性的关键因素. NH3程序升温脱附结果显示, Zr的添加可以使 CeTiOx催化剂在 K+中毒之后仍保持较高的酸性,即 Zr的添加抑制了 K+对催化剂表面酸性的巨大破坏作用.综上可知, Zr的添加提升了 CeTiOx催化剂抗 K+中毒能力.
关键词:
铈钛复合氧化物
,
氧化锆
,
抗钾中毒
,
选择性催化还原
,
氮氧化物
向骁
,
吴鹏飞
,
曹毅
,
曹磊
,
王全义
,
徐舒涛
,
田鹏
,
刘中民
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62836-5
随着柴油车数量的增加,NOx污染的控制成为了当今社会的一个重要议题,NOx可以导致酸雨,光化学烟雾以及慢性健康问题.目前,具有八元环孔口的含铜CHA型分子筛(包括Cu-SSZ-13和Cu-SPAO-34)具有优异的高温水热稳定性及宽温度范围内的活性和N2选择性,是最具有吸引力的氨选择催化还原催化剂,而且在欧洲和美国已经得到了应用.SAPO-34分子筛的一个重要缺陷就是在100 oC以下,对水较为敏感,这主要是由于Si–O–Al键的水解造成的.研究表明,在室温下接触水蒸气后,SAPO-34的结晶度和比表面积只能部分恢复,而如果长达数月甚至更长时间的接触后,分子筛将会遭受骨架坍塌等不可逆的破坏,到目前为止,Cu-SAPO-34的低温水热稳定性相关问题并未得到清楚的阐述.本文系统研究了不同铜含量和硅含量的Cu-SAPO-34催化剂的低温水热稳定性.结果显示,低温水热处理后,所有催化剂的NH3氧化活性和NH3-SCR活性(主要是低温活性)都有所下降.29Si MAS NMR结果表明,在低温水热处理过程中,骨架结构的破坏在所难免,但催化剂上铜含量的增加有助于Cu-SAPO-34的骨架结构和酸性的更好保持.EPR结果表明,当催化剂上铜含量较低时,孤立Cu2+的稳定性和SAPO分子筛骨架的稳定性呈现正相关的关系.具有较高铜含量(如3.67 wt%)的样品,尽管其骨架结构和酸性在低温水热处理过程中可以得到较好的保持,但活性Cu2+的量仍会有明显的下降.由于部分样品在低温水处理后,NH3氧化反应活性下降,我们推测CuO颗粒发生了聚结,从而抑制了催化剂的NH3氧化反应活性,N2O化学吸附实验也证实了该结论.在所有催化剂中,具有中等铜含量(1.37%)的高硅Cu-SAPO-34样品在低温水处理过程中的Cu2+量和酸性质均得到了较好的保持,所以其水处理后的NH3-SCR活性衰减最小.
关键词:
Cu-SAPO-34
,
低温水热稳定性
,
氮氧化物
,
选择催化还原
,
氨氧化
陈山虎
,
姚艳玲
,
兰丽
,
曹毅
,
闫朝阳
,
龚茂初
,
陈耀强
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60445-2
Three types of Ce0.45Zr0.45La0.1O1.95 mixed oxides were prepared by H2O2-assisted precipitation using ZrOCO3, ZrO(NO3)2, and Zr(NO3)4 as precursors. The Pd/Ce0.45Zr0.45La0.1O1.95 three-way catalysts were prepared by the wet impregnation and characterized by the X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, nitrogen adsorption, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), temperature-programmed reduction (TPR), and oxygen storage capacity. XRD and Raman spectroscopy results showed that the use of ZrOCO3 or ZrO(NO3)2 gave a CeO2-ZrO2 mixed oxide with a cubic phase of high thermal stability, while an extra t″-phase was observed in the aged Pd/Ce0.45Zr0.45La0.1O1.95 catalyst prepared using Zr(NO3)4. The activities of the three catalysts were evaluated using simulated exhaust gas under working conditions. The Pd/Ce0.45Zr0.45La0.1O1.95 catalyst prepared using ZrOCO3 as precursor gave the best activities for C3H8, CO, and NO conversion. The use of ZrOCO3 as precursor was better suited for the formation of Ce3+and more favorable for the homogeneous insertion of Zr4+ and La3+ into the CeO2 lattice, which resulted in better thermal stability and enhanced redox properties of the Pd/Ce0.45Zr0.45La0.1O1.95 catalyst.
关键词:
oxygen storage material
,
oxidation-coprecipitation
,
thermal stability
,
redox property
,
three-way activity
徐海迪
,
房志涛
,
曹毅
,
孔爽
,
林涛
,
龚茂初
,
陈耀强
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60467-1
制备了一系列不同 Mn/(Mn+Ce)质量比的 MnOx-CeO2/WO3-ZrO2整体式催化剂用于富氧条件下的 NH3选择性催化还原NOx (NH3-SCR),并采用 N2吸脱附、储氧量、X 射线衍射、X 光电子能谱、NH3/NO 程序升温脱附以及 H2程序升温还原等手段对催化剂进行表征.结果表明,当 Mn/(Mn+Ce)质量比为0.5时,整体式催化剂具有较好的 NH3-SCR 性能,在空速10000 h-1和173~355oC 条件反应下, NOx 转化率达90%以上.这是由于该 MnOx-CeO2/WO3-ZrO2催化剂具有更高的 NO 氧化活性、更高的表面 Ce 和 Mn 原子浓度以及 Ce3+/Ce 值较低的 NH3和 NO 脱附温度以及优异的氧化还原性能所致.
关键词:
锰
,
铈
,
氨选择性催化还原
,
氮氧化物
,
质量比
刘华道
,
曹毅
,
朱建华
,
马丽丽
催化学报
采用程序升温表面反应(TPSR),NH3-TPD,TG-MS和脉冲催化反应等手段研究了吡咯烷亚硝胺(NPYR)在Fe2O3改性NaY沸石上的催化降解. 结果表明,用微波辐射、浸渍或焙烧等不同方法制备的改性沸石对NPYR降解的催化性能各不相同,以浸渍法制备的样品活性最高,但该样品对降解产物NO2的吸附作用较弱. 在NPYR的降解反应中,Fe2O3改性NaY沸石上的Fe向沸石外表面迁移和富集,覆盖了沸石表面的铝,使催化剂表现出Fe2O3的性质.
关键词:
氧化铁
,
改性
,
NaY沸石
,
吡咯烷亚硝胺
,
催化降解
,
程序升温表面反应
黄开宏
,
周坤
,
芮玉兰
,
曹毅
表面技术
利用失重法、电化学法研究色氨酸及其复配缓蚀剂对Q235碳钢片在0.5mol/L硫酸介质中的缓蚀性能,并用吸附等温模型和腐蚀动力学对缓蚀机理进行初步探讨.结果表明:单独使用色氨酸的缓蚀率不高,L-色氨酸与碘化钾有一定的协同效应,而与抗坏血酸的协同效应不显著,将三者以最佳用量复配后,缓蚀率可达92.43％;色氨酸与抗坏血酸均为混合型缓蚀剂,而碘化钾和复配缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂;色氨酸通过化学吸附的方式吸附于碳钢表面,符合Langmuir吸附等温式.
关键词:
色氨酸
,
协同效应
,
缓蚀剂
,
吸附等温模型
张海龙
,
王健礼
,
曹毅
,
王益静
,
龚茂初
,
陈耀强
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60867-1
采用共沉淀法制备了不同Y含量的MnOx-CeO2-Y2O3催化剂,并用于NOx存在条件下的碳烟氧化反应.通过在干空气气流中800°C焙烧12 h评价了这些催化剂的热稳定性.采用X射线衍射、N2吸附-脱附、拉曼光谱、H2程序升温还原、储氧量测试、NO程序升温氧化、X射线光电子能谱和碳烟程序升温氧化等手段对催化剂进行了表征.实验发现,Y的添加导致催化剂比表面积、还原性能和储氧能力下降,从而影响了NO和碳烟的氧化活性.然而,热老化之后, Y可增大催化剂的热稳定性,其中以6%–10%Y的添加效果最好,它们的最大碳烟氧化速率温度仅增加了34–35°C. MnOx-CeO2催化剂的催化活性和热失活与其表面的Mn4+和氧物种密切相关.
关键词:
MnOx-CeO2-Y2O3
,
碳烟氧化活性
,
热稳定性
,
氧化还原性质
,
氧储存能力
芮玉兰
,
田慧娟
,
曹毅
,
刘翠霞
腐蚀与防护
合成了三种半胱氨酸衍生物，运用红外光谱对其结构进行了表征。采用失重法极化曲线法和电化学阻抗法研究了三种半胱氨酸衍生物对酸洗碳钢的缓蚀行为。失重试验结果表明，缓蚀率由大到小的顺序为S苄基半胱氨酸〉S-己基半胱氨酸〉S-丁基半胱氨酸，当前两者浓度为800mg／L时缓蚀率都达到了98％以上。极化曲线表明，S苄基半胱氨酸和孓丁基半胱氨酸均为混合型缓蚀剂，孓己基半胱氨酸在低浓度（50mg／L）时为阴极型缓蚀剂，高浓度（〉50mg／L）时为抑制阴极为主的混合型缓蚀剂；电化学阻抗测试表明碳钢表面电荷转移电阻随缓蚀剂浓度增加而增大。
关键词:
半胱氨酸
,
衍生物
,
酸腐蚀
,
碳钢
俞颖
,
曹毅
,
陈益民
,
温成平
,
许志良
色谱
doi:10.3724/SP.J.1123.2010.00644
应用快速分离液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱(RRLC-Q-TOF/MS)系统对系统性红斑狼疮(SLE)患者血浆样本进行代谢指纹图谱的分析.分别应用监督模式识别方法正交信号校正结合偏最小二乘法-判别分析(OSC-PLS-DA)对代谢组数据进行处理,结果显示SLE患者与健康人群对照组的代谢指纹存在明显差异;进一步从SLE患者血清代谢图谱中筛选出10个对分类有显著贡献的离子,定性鉴定出7种代谢标志物,发现SLE患者存在异常的氨基酸、磷脂和卟啉的代谢状态.本研究可为SLE的监测和诊断以及SLE发病的分子基础研究提供科学依据.
关键词:
快速分离液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱
,
正交变换偏最小二乘-判别分析
,
系统性红斑狼疮
,
代谢组学
