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催化燃烧催化剂抗硫性的研究进展

燃料化学学报 2022年第5期50卷 564-575页

作者：耿俊柯权力周文茜王吴健汪善虎周瑛卢晗锋浙江工业大学化学工程学院催化反应工程研究所浙江杭州310000 浙江大工检测研究有限公司浙江绍兴312000

在实际工业环境中,废气(包括甲烷、乙烷以及VOCs)中通常会带有一些含硫物种,这些物种在氧化反应过程中会侵占催化剂表面活性位,引起催化剂的短暂物理失活。当有毒物质与主活性物种发生反应可引发永久性失活,从而造成催化剂的中毒失效。... 详细信息

在实际工业环境中,废气(包括甲烷、乙烷以及VOCs)中通常会带有一些含硫物种,这些物种在氧化反应过程中会侵占催化剂表面活性位,引起催化剂的短暂物理失活。当有毒物质与主活性物种发生反应可引发永久性失活,从而造成催化剂的中毒失效。本文综述了贵金属、复合金属氧化物以及钙钛矿型催化剂应用于废气催化燃烧反应中的抗无机硫和有机硫性能,讨论分析了催化剂的中毒机理,提出了一些提高催化剂抗毒性的方法和手段,为开发具有高抗硫中毒特性的催化剂提供了一定的思路和方向。

关键词：抗毒性抗硫中毒 VOCs 催化燃烧

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催化燃烧催化剂的水热稳定性研究进展

现代化工 2023年第S02期43卷 48-52页

作者：金晓东曾利辉苏雅文祝高庆李霖西安凯立新材料股份有限公司陕西西安710201 新型贵金属催化剂研发技术国家地方联合工程研究中心陕西西安710201 陕西省催化材料与技术重点实验室陕西西安710201 西安市催化材料与技术重点实验室陕西西安710201

从常用载体γ-Al_(2)O_(3)和稀土氧化物的稳定性出发,详细阐述了有机废气尤其是轻质烷烃的催化燃烧催化剂的水热稳定性调变方法,并对活性金属的金属比例、核壳结构等进行总结,对催化剂水热稳定性的提高方法进行了综述。

关键词：催化燃烧水热稳定性载体助剂活性组分核壳结构

贫氧条件下正癸烷在Pt/ZSM-5上的催化燃烧特性

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化工进展 2022年第1期41卷 146-152页

作者：徐露周俊虎张兴朱晓宇姚彦伊杨卫娟浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

航空煤油实际燃烧过程中往往存在高化学当量比(Φ)的贫氧条件,导致航空煤油着火困难、燃烧效率较低。本文以航空煤油一元替代燃料正癸烷为燃料,实验研究了贫氧条件下(Φ=2~4)微圆管内Pt/ZSM-5催化剂和石英砂填充床中正癸烷的贫氧催化/... 详细信息

航空煤油实际燃烧过程中往往存在高化学当量比(Φ)的贫氧条件,导致航空煤油着火困难、燃烧效率较低。本文以航空煤油一元替代燃料正癸烷为燃料,实验研究了贫氧条件下(Φ=2~4)微圆管内Pt/ZSM-5催化剂和石英砂填充床中正癸烷的贫氧催化/无催化燃烧特性,分析了当量比(Φ=2~4)、温度(300~450℃)和催化剂对正癸烷转化率、燃烧效率以及气相产物分布特性的影响。结果表明:Pt/ZSM-5催化剂对正癸烷燃烧反应的促进作用明显,存在温度激增现象,当量比Φ从2增大到3.5时,动态着火点从196℃上升到271℃,而无催化则没有明显的着火点。贫氧催化条件下正癸烷的转化率始终低于无催化条件,但燃烧效率明显高于无催化。正癸烷催化燃烧的主要气相产物为CO_(2),无催化的主要气相产物则为CO和烯烃。

关键词：正癸烷催化燃烧贫氧热裂解燃烧效率

介孔Beta沸石负载钯在甲烷催化燃烧反应中的性能研究

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化学学报 2023年第9期81卷 1108-1112页

作者：徐续盼范凯赵胜泽李健高珊吴忠标孟祥举肖丰收浙江大学化学系杭州310058 浙江天蓝环保技术股份有限公司杭州311202

甲烷催化燃烧是处理尾气/废气中微量甲烷最有效的方法之一,而设计高效催化剂是提升甲烷催化燃烧技术的核心.使用高分子聚合物聚二甲基二丙烯基氯化铵(PDADMAC)为介孔模板剂制备一系列介孔Beta沸石,并负载Pd用于甲烷催化燃烧反应.样品经... 详细信息

甲烷催化燃烧是处理尾气/废气中微量甲烷最有效的方法之一,而设计高效催化剂是提升甲烷催化燃烧技术的核心.使用高分子聚合物聚二甲基二丙烯基氯化铵(PDADMAC)为介孔模板剂制备一系列介孔Beta沸石,并负载Pd用于甲烷催化燃烧反应.样品经过X射线衍射(XRD)、氮气吸附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱技术(XPS)、程序升温还原(H_(2)-TPR)等一系列表征,证实介孔存在条件下, Pd的纳米颗粒更小且更易于还原,因此介孔Beta沸石负载Pd催化剂在甲烷催化燃烧反应中表现出更好的活性.动力学研究表明,介孔Beta沸石负载Pd催化剂在该反应中具有更低的表观活性能.

关键词：分子筛介孔 Pd 甲烷催化燃烧

氧化钴基催化剂用于CVOCs催化燃烧的研究进展

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华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第10期50卷 26-37页

作者：郭利民周兆宇邓威汪大闪华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074 江汉大学光电材料与技术学院湖北武汉430056 武汉旭日华环保科技股份有限公司湖北武汉430030

综述了近年有关含氯挥发性有机化合物(CVOCs)在氧化钴基催化剂上催化燃烧的研究进展,详细介绍了三种提高氧化钴基催化剂催化燃烧CVOCs的活性、稳定性和合乎环境要求产物选择性的策略,包括酸性载体负载、负载高Deacon反应活性组分及制备... 详细信息

综述了近年有关含氯挥发性有机化合物(CVOCs)在氧化钴基催化剂上催化燃烧的研究进展,详细介绍了三种提高氧化钴基催化剂催化燃烧CVOCs的活性、稳定性和合乎环境要求产物选择性的策略,包括酸性载体负载、负载高Deacon反应活性组分及制备氧化钴基复合氧化物.从催化剂设计的角度出发,构建具有优异低温氧化还原性能及合适酸性质的氧化钴基催化剂是目前持续关注的研究重点.从催化工艺的角度上看,可以尝试耦合多种反应场景,利用多场协同的策略以提高氧化钴基催化剂的低温活性、稳定性及普适性.

关键词：氧化钴含氯挥发性有机物催化燃烧沸石分子筛贵金属层状双氢氧化物

铈改性CuMn/Al_(2)O_(3)/堇青石整体催化剂的甲苯催化燃烧性能研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第1期52卷 55-64页

作者：代宇航李凯歌赵金仙任军权燕红太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024

本研究以堇青石为载体,采用超声浸渍法制备了一系列CuMnCe_(x)/Al_(2)O_(3)/堇青石整体式催化剂,同时,通过N_(2)吸附-脱附、XRD、SEM、EDX、H_(2)-TPR、O_(2)-TPD、XPS和EPR等方法对样品的物理、化学性质进行了系统的表征分析。实验结... 详细信息

本研究以堇青石为载体,采用超声浸渍法制备了一系列CuMnCe_(x)/Al_(2)O_(3)/堇青石整体式催化剂,同时,通过N_(2)吸附-脱附、XRD、SEM、EDX、H_(2)-TPR、O_(2)-TPD、XPS和EPR等方法对样品的物理、化学性质进行了系统的表征分析。实验结果表明,CuMnCe_(x)/Al_(2)O_(3)/堇青石整体式催化剂中的Ce含量明显影响甲苯催化燃烧性能。其中,CuMnCe_(2)/Al_(2)O_(3)/堇青石整体式催化剂对甲苯氧化具有最高活性,当甲苯浓度为1 g/L、空速为78000 mL/(g·h)、温度为263℃时甲苯转化率达到90%,究其原因为CeO_(2)在CuMnO_(x)上分散均匀,不仅提高了氧空位的浓度和氧物种的迁移率,还增强了催化剂的低温还原性。同时,CuMnCe_(2)/Al_(2)O_(3)/堇青石整体式催化剂在长期评价和循环测试中呈现良好的稳定性。

关键词：甲苯催化燃烧整体式催化剂 CuMnCe_(x)复合氧化物

陶瓷基整体式催化剂催化燃烧挥发性有机物的研究进展

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材料导报 2022年第14期36卷 120-128页

作者：王博磊钟和香张晶李夺王鹤臻周广波赵思阳王新雨潘立卫大连大学环境与化学工程学院辽宁大连116622

工业制造业大量排放的挥发性有机化合物(VOCs)会对大气环境和人体健康造成严重危害,其排放已受到国家的严格控制。催化燃烧法可实现VOCs的低温完全转化,降低能耗且避免了不完全燃烧造成的二次污染,成为目前最具应用前景的VOCs消除途径... 详细信息

工业制造业大量排放的挥发性有机化合物(VOCs)会对大气环境和人体健康造成严重危害,其排放已受到国家的严格控制。催化燃烧法可实现VOCs的低温完全转化,降低能耗且避免了不完全燃烧造成的二次污染,成为目前最具应用前景的VOCs消除途径之一。催化燃烧技术的应用依托于高性能催化剂的研发,蜂窝陶瓷结构的整体式催化剂能够克服传统颗粒催化剂床层压降和温度梯度大、反应物在表面分布不均等缺点,具有机械强度高、床层压降低、传质效率高等优点,在高空速、大通量等苛刻的废气处理环境中发挥着不可替代的作用。目前对于VOCs催化燃烧整体式催化剂的研究重点主要集中在两方面,一是通过不同金属间的掺杂改性设计出具备良好晶型结构的催化剂来提高其催化活性和降低生产成本;二是开发简便高效的催化剂制备工艺来保证在苛刻反应条件下活性组分与基体的结合强度并提高催化剂的耐磨损性。本文对用于VOCs催化燃烧的陶瓷基整体式催化剂及其制备工艺的最新研究进展进行了分类综述,并探究了VOCs催化燃烧的基本反应机理。结合当前的发展现状及不足,对其未来的发展趋势进行了展望,以期为研制高活性、高稳定性、强通用性且低成本的VOCs催化燃烧催化剂提供参考。

关键词：挥发性有机物催化燃烧陶瓷基体整体式催化剂制备工艺

缺陷钙钛矿LaMnO_(3)催化煤矿乏风瓦斯燃烧性能

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煤炭学报 2022年第4期47卷 1588-1595页

作者：王晓波邓存宝邓汉忠王荀太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 辽宁工程技术大学材料学院辽宁阜新123000

我国煤矿开采乏风瓦斯排量大,其温室效应是CO_(2)的21倍,会引起严重的环境问题。催化燃烧作为一种高效、绿色的净化技术,在较低温度下可将低浓度甲烷完全转化。目前,甲烷催化燃烧反应的关键科学问题是氧活性位的确认及其催化机制。采用... 详细信息

我国煤矿开采乏风瓦斯排量大,其温室效应是CO_(2)的21倍,会引起严重的环境问题。催化燃烧作为一种高效、绿色的净化技术,在较低温度下可将低浓度甲烷完全转化。目前,甲烷催化燃烧反应的关键科学问题是氧活性位的确认及其催化机制。采用溶胶-凝胶法制备一系列不同物质的量比La/Mn的菱形钙钛矿LaMnO_(3)-x催化剂,并考察其在甲烷催化燃烧的反应性能。通过X射线衍射、N_(2)物理吸附、透射电子显微镜和H_(2)-程序升温还原技术对催化剂的物化性能进行表征。此外,采用X射线光电子能谱、O_(2)-程序升温脱附和拉曼光谱技术研究了钙钛矿LaMnO_(3)-x中氧物种的种类和相对含量。X射线衍射结果表明,所有催化剂均为菱形钙钛矿LaMnO_(3)结构,未观察到其他La和Mn物种的衍射峰。固定床评价结果表明,钙钛矿LaMnO_(3)-90具有介孔孔道,比表面积较大,且具有最多的体相和表面晶格氧物种,使其催化活性最高。此外,缺陷钙钛矿LaMnO_(3)-90具有良好的催化寿命和结构稳定性。钙钛矿LaMnO_(3)-x催化剂的甲烷催化活性与表面晶格氧体积分数呈正相关。因此,推测表面晶格氧物种是钙钛矿LaMnO_(3)-x催化甲烷燃烧反应的活性中心。

关键词：煤矿乏风催化燃烧钙钛矿晶格氧镧

掺杂型钙钛矿氧化物催化燃烧VOCs的研究进展

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石油学报（石油加工） 2023年第1期39卷 240-248页

作者：吕心怡王永强赵朝成刘芳中国石油大学(华东)化学化工学院环境与安全工程系山东青岛266580

催化燃烧法是一种高效、清洁的挥发性有机化合物(VOCs)末端治理技术,钙钛矿材料由于其特殊的结构、良好的催化性能、抗烧结能力以及较低的成本受到广泛关注。在钙钛矿结构中,A位元素起稳定结构的作用,B位元素对催化活性有较大影响。通... 详细信息

催化燃烧法是一种高效、清洁的挥发性有机化合物(VOCs)末端治理技术,钙钛矿材料由于其特殊的结构、良好的催化性能、抗烧结能力以及较低的成本受到广泛关注。在钙钛矿结构中,A位元素起稳定结构的作用,B位元素对催化活性有较大影响。通过部分取代A位、B位或A和B位元素皆可进行钙钛矿结构的调控,实现对钙钛矿氧化物的催化活性、稳定性、抗中毒能力等性质的改善。综述了近年来国内外掺杂型钙钛矿氧化物催化燃烧VOCs的研究进展,对A位掺杂型钙钛矿氧化物、B位掺杂型钙钛矿氧化物以及A和B位元素同时掺杂型钙钛矿氧化物的结构,主要掺杂元素,处理污染物的类型分别进行阐述;同时对钙钛矿氧化物的稳定性、中毒性质做出分析,并对掺杂型钙钛矿催化剂催化燃烧VOCs的研究方向进行展望。

关键词：钙钛矿催化燃烧挥发性有机化合物(VOCs) 掺杂改性