H2为还原剂的钙钛矿类催化剂存储还原NOx试验

以LaCoO3/K2CO3/CeZrO2为催化剂，分别采用程序升温脱附（TPD）、程序升温表面反应测试（TPSR）和以H2为还原剂的NOx存储-还原循环试验，研究了催化剂存储NOx的热稳定性以及NOx存储还原的性能，并分别对反应温度、还原时间和还原剂浓度这些影响因素进行了讨论.结果表明：LaCoO3/K2CO3/CeZrO2具有良好的储存和脱附再生性能，H2有较强的还原能力，在340～400 ℃下NOx转化率均为70%~80%，这些非常有利于降低发动机在实际工况下排放的NOx.
     

以二甲醚重整气为还原剂的NO_x储存还原性能

利用二甲醚(DME)水蒸气重整制氢(SR)为氮氧化物存储还原(NSR)技术提供还原剂,以去除DME发动机中NOx排放时,须考虑二甲醚水蒸气重整(DME-SR)对NOx转化率的影响.以Pt/Co-BaO/Al2O3为NSR催化剂,以CNZ-1/HZSM-5/Ga2O3为DME-SR的催化剂,试验研究了以DME重整气为还原剂的NOx存储还原性能,及水蒸气对NSR性能的影响.结果表明,将SR与NSR联用,可明显提高NOx转化率,在250℃时转化率可提高11%;尽管水蒸气对NOx的吸附有一定的抑制作用,但水蒸气参与DME重整,对NOx的转化率具有明显的促进作用.     

Ag/Al2O3催化二甲醚选择性还原NOx的试验研究

为了拓展二甲醚（DME）在低温条件下选择性催化还原NOx的效果,采用浸渍法制备了Ag/γ-Al₂O₃催化剂,试验研究了反应温度、Ag/γ-Al₂O₃质量分数、氧含量、NOx源、DME/NO摩尔比对NOx转化率的影响.结果表明,Ag/γ-Al₂O₃催化剂在低温条件下具有良好的脱氮性能,在200 °C时就显示较高的活性,随着温度的升高,NOx转化率先增大后减小;Ag/γ-Al₂O₃的催化活性随氧含量的增加先增大后减小,氧含量约为8%时催化效果最佳;最佳Ag质量分数约为3%;DME/NO最佳摩尔比为2;催化活性基本不受NOx源的影响.
     

TPR技术在催化研究中的应用现状

介绍了程序升温还原（TPR）技术的主要理论，着重讨论了程序升温还原技术在催化研究中的应用现状。通过TPR法不仅可以研究金属催化剂中金属组分和载体之间或金属组分之间的相互作用，而且可以了解催化剂的供氧活性和数目。     

程序升温脱胺对β沸石表面酸性的影响

以程序升温分解（ＴＰＤＥ）和程序升温脱附（ＴＰＤ）为实验手段,研究了程序升温脱胺（模板剂四乙基胺）对β沸石表面酸性的影响,并对脱胺后β沸石的吡啶脱附行为进行了动力学研究。结果表明,经程序升温脱胺后β沸石表面出现两种强度不同的酸性位,程序升温脱胺较常规高温（５５０℃）脱胺有利于β沸石表面酸量的增加,但程序升温的速率对β沸石表面酸量影响较小;β沸石的吡啶脱附表观活化能依次为３２２３ｋＪ／ｍｏｌ、８０３８ｋＪ／ｍｏｌ,脱附级数均为１。     

制备条件对钙钛矿型BaZrO3储存NOx能力的影响

采用改进的柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型BaZrO3催化剂,考察了焙烧温度、吸附温度及SO2浓度对BaZrO3样品富氧条件下的NOx储存性能（NSC）的影响;对其储存的NO2进行程序升温脱附（TPD-MS）测试,并通过BET比表面测定、X射线衍射等方法研究了催化剂的结构及其对性能的影响．结果表明：750℃下焙烧的BaZrO3的比表面积为84．0m^2／g;900℃下焙烧的BaZrO3的烧结程度较高;BaZrO3是主要的NOx吸附中心,750℃焙烧制得的BaZrO3的NSC比900℃焙烧制得的高;BaZrO3样品储存NOx的最佳温度在400℃左右．     

不同条件对钙钛矿型BaZrO3储存NOx的影响

采用改进的柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型BaZrO3催化剂, 考察了焙烧温度, 吸附温度及SO2浓度对BaZrO3样品富氧条件下的NOx储存性能(NSC)的影响; 对其储存的NOx进行了程序升温脱附(TPD-MS)测试, 并用BET比表面测定(SA), X射线衍射(XRD)等方法研究了催化剂的结构及其对性能的影响. 结果表明, 750℃下焙烧的BaZrO3具有相当高的比表面(84.0 m2/g), 而900 ℃下焙烧的BaZrO3样品烧结程度较高, BaZrO3是主要的NOx吸附中心, BaZrO3-750 ℃的NSC高于BaZrO3-900 ℃. BaZrO3样品储存NOx的最佳温度应该在400 ℃左右.     

大比表面积γ—Mo2N催化剂合成条件的考察

利用ＭｏＯ３和氮化气（Ｎ２－Ｈ２混合气）的程序升温氮化气固还原反应合成了大比表面积的γ－Ｍｏ２Ｎ催化剂。氮化气空速及其组成、程序升温速率对大比表面积γ－Ｍｏ２Ｎ催化剂的形成２有重要的影响。提高氮化气空速、降低程序升温速率有利于高比表面积γ－Ｍｏ２Ｎ催化剂的生成。合成气中水的存在影响着产物的组成和ＢＥＴ比表面积的大小。ＸＲＤ分析表明,当合成气中含有一定量的水时,产物中有金属Ｍｏ生成。在富氢氮化气氛下     

大比表面积γ-Mo2N催化剂合成条件的考察

利用MoO3 和氮化气 (N2 H2 混合气 )的程序升温氮化气固还原反应合成了大比表面积的γ Mo2 N催化剂。氮化气空速及其组成、程序升温速率对大比表面积γ Mo2 N催化剂的形成有重要的影响。提高氮化气空速、降低程序升温速率有利于高比表面积γ Mo2 N催化剂的生成。合成气中水的存在影响着产物的组成和BET比表面积的大小。XRD分析表明 ,当合成气中含有一定量的水时 ,产物中有金属Mo生成。在富氢氮化气氛下可获得大比表面积的γ Mo2 N催化剂 ;在乏氢氮化气氛下生成的γ Mo2 N催化剂的比表面积较小 ,且产物中存在一定量的MoO2 。采用两段升温程序 ,可得到比表面积为 16 5m2 /g的γ Mo2 N催化剂     

制备方法对Ce-Ni/ Al2O3催化剂还原和吸氧性能的影响

采用程序升温还原和O2室温吸附方法,研究了两种方式制备的Ce Ni/Al2O3催化剂的还原行为和吸氧能力,以Ni/Al2O3和Ce/Al2O3为对照物研究了Ce、Ni的相互作用及其对催化剂的还原行为和吸氧能力的影响.实验发现,单独负载在Al2O3上的Ce和Ni组分的吸氧能力有很大差异,Ce物种表现出良好的吸氧能力;Ce和Ni组分同时负载在Al2O3上时,由于组分间的相互作用,促进了催化剂上低温可还原物种的形成,改变了低温可还原物种的分布,提高了623K还原后的吸氧能力;先浸Ce物种并分解后再浸Ni的Ce Ni/Al2O3催化剂,其吸氧能力增加更为显著.     

氮氧化物储存还原反应中还原时间的控制方法

使用H_2作为还原剂,采用NO_x存储还原循环的试验方法,在石英反应器上研究了还原时间、反应温度和还原剂体积分数对NO_x存储还原(NSR)催化剂Pt/Ba/Ce/γ-Al_2O_3存储还原特性的影响.结果表明:存在一个最佳还原时间,在此处可取得最高的循环转化率;最佳还原时间与反应温度和还原剂体积分数相关,提高反应温度或者降低还原剂体积分数,最佳还原时间延长.     

二甲醚选择性催化还原NO_x的试验研究

使用7%MoO3/γ-Al2O3(质量分数)为催化剂,对二甲醚(DME)作为还原剂选择性催化还原(SCR)降低NOx进行了试验研究.分别考察了反应温度、氧含量、DME与NO的比例对NO转化率的影响,测定了产物中的碳分布,并对NO与NO2分别作为NOx源进行了转化率比较.研究结果表明:常压条件下,在250~500℃内,随着反应温度的升高,NOx转化率先增大后减小;醚氮比对NO转化率的影响不明显;随着氧含量的增加,NOx转化率先增大后减小,当φO2=5%时,NO最高转化率约为53%;NO2比NO更容易被DME催化还原;含碳主要产物为CO、CO2,有少量甲醇(CH3OH)、甲醛(H2CO)生成.     

直接合成二甲醚催化剂Cu-Zn-Al-Fe/HZSM-5的研究

采用水热法合成Cu-Zn-Al-Fe催化剂,使用HZSM-5作载体,考察了硝酸盐溶液浓度、老化温度、Fe含量对催化剂的影响.对制备的催化剂进行了SEM,BET,FT-IR和XRD检测.在4MPa,260℃,H2和CO2体积分数比为3的条件下,由二氧化碳加氢直接合成二甲醚(DME).结果表明:硝酸盐质量分数为10%,老化温度为150℃时制备的催化剂粒径最小,约500 nm,比表面积达200.6m2/g.在Fe的质量分数为5%时CO2的转化率达41.4%,DME的选择性达45.2%.     

Pt/Ba/Ce/γ-Al_2O_3催化剂H_2-NSR性能影响因素的试验分析

将改进的溶胶-凝胶法与等体积浸渍法相结合制备了Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3钙钛矿催化剂,研究了其表面性能;采用NOx存储还原循环试验的方法,以氢气为还原剂,研究了还原剂体积分数、还原时间和空速等反应条件,以及以CO2与HC为代表的发动机排气成分对催化剂存储还原特性的影响.结果表明:所制备的Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂具有良好的催化活性及较大的比表面积;在所研究的范围内,不同还原剂体积分数下存在NOx转化率最高的最佳还原时间,而且随着还原剂体积分数增加,最佳还原时间逐渐缩短;还原剂体积分数的增加将会加速NOx的脱附,若还原剂体积分数过高,则会造成部分NOx溢出过快,还原时间不足而引起转化率降低;在7.0×104 h-1的大空速条件下,NOx转化率仍可以保持在86.9%,Pt/Ba/Ce/γ-Al2O3催化剂的空速特性良好;CO2在一定程度上抑制了NOx的存储,影响催化剂的活性,但催化剂容易再生;采用C3H6模拟排气中的HC,其体积分数较低时对H2还原NOx具有抑制作用,当C3H6的体积分数较高时可以促进NOx的还原转化.     

低温下CO选择性催化还原NO_x的实验研究

进行了CO作为还原剂选择性催化还原低温烟气中NO_x的实验.主要考察了反应温度、活性金属负载质量比、活性金属种类3个因素对脱硝效率及CO转化率的影响.结果表明:考察温度窗口内(100~180℃),随着反应温度的升高,Cu-Co/Al_2O_3催化剂的NO脱除率逐渐升高,Cu-Mn/Al_2O_3催化剂的NO脱除率先升高后降低,CO转化率不断增大;随着活性金属负载质量比的改变,实验工况下Cu-Co/Al_2O_3和Cu-Mn/Al_2O_3催化剂活性金属负载质量比均为1.5时催化剂的脱硝性能最优;Cu-Mn/Al_2O_3的整体NO脱除率高于Cu-Co/Al_2O_3;8种催化剂中活性金属负载质量比为1.5的Cu-Mn/Al_2O_3催化剂在160℃下脱硝效果最好.     

LPG浓度对DME/LPG混合燃料HCCI燃烧的影响

通过分析二甲醚（DME）与液化石油气（LPG）的化学反应机理，构建了反映DME／LPG混合燃料均质压燃（HCCI）燃烧的化学反应机理．采用该机理应用单区燃烧模型对DME／LPG混合燃料HCCI燃烧的化学反应动力学过程进行了数值计算，模拟研究了混合燃料中LPG浓度对HCCI燃烧的影响．计算结果与试验结果对比表明，所构建的DME／LPG混合燃料氧化的化学反应机理能够准确预测DME／LPG混合燃料的两阶段放热特性，对低温和高温着火始点的预测很好．模拟结果显示，改变DME／LPG混合燃料中LPG的浓度可以控制HCCI着火和燃烧；在DME中添加LPG可以拓宽发动机的负荷运行范围．     

柴油机SCR尿素喷射方式研究

鉴于柴油机选择性催化还原系统尿素喷射特性与氮氧（NO_x）转化效率密切相关,本文搭建SCR系统小样试验台,NO和NH₃作为主要试验用气,研究了不同氨氮比和不同温度条件下V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的氨存储、氨泄漏以及NO_x转化效率的影响.结果表明:氨氮比越大,氨存储量的建立时间越短,NO_x转化效率的提升就越快;氨氮比为0.22时,15 s内NO_x转化效率从0增大到4.3%;当氨氮比为0.30时,15 s内NO_x转化效率从0增大到8.7%;随着氨氮比的增大氨泄漏会提前出现;氨氮比先大后小的喷射方法有利于改善NO_x转化效率.采用氨氮比先大后小的喷射方法,进行ETC标准循环测试,NO_x比排放从8.26 g/（kW·h）减少到1.91 g/（kW·h）,NH₃泄漏均值为5×10-6,峰值为18×10-6,满足国V排放法规要求.