中科院兰州化物所科技成果——低温脱硝催化剂生产与工业应用
化学气相沉积技术在中低温选择性还原脱硝催化剂和光电领域的应用
2019年第2期第46卷总第388期广东化工•141化学气相沉积技术在中低温选择性还原脱硝催化剂和光电领域的应用陈琛*,董艳苹(中冶京诚工程技术有限公司环保与暖通工程技术所，北京100176)［摘要］化学气相沉积作为一种新型镀膜技术，已经发展出成熟的有极其优异的电、光、热、力、声学性能的材料制备工艺。
而催化剂表面修饰以及太阳能电池材料表面修饰都是提升各自催化性能和光电转化效率的有效手段，因此将化学气相沉积作为催化剂和太阳能电池材料增材工艺是一个热点趋势。
［关键词］化学气相沉积：中低温；选择性还原；脱硝催化剂；太阳能电池：增材［中图分类号］TQ［文献标识码］A［文章编#］1007-1865(2019)02-0141-02The Application of Chemical Vapor Depositionde-NOx SCR Catalysisand SolarCellChen Chen*,Dong YanpinCapital Engineering&Research Incorporation Limited,Beijing100176,China)Abstract:As a coating technology,chemical vapor deposition has developed and decorated materials with phenomenal electrical,optical,thermal,force,and acoustic properties.Surface modification of catalysts and surface manipulation of solar cells are all effective methods of improving their performance.Therefore, chemical vapor deposition is a hot trend for the enhancement of SCR catalysis and solar cell materials.Keywords:chemical vapor deposition；low and mid temperature；Selective catalytic reduction;deNOx catalysis;solar cells;advanced materials;1概述化学气相沉积技术(Chemical Vapor Deposition,CVD)是对物理气相沉积技宋(Physical vapor deposition,PVD)的一项发展，也是是蒸着技未(Vapor Deposition)家族的一员。
脱硝 催化剂-概述说明以及解释
脱硝催化剂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述脱硝是指将工业废气中的氮氧化物（NOx）进行去除的过程，是防止大气污染的重要手段之一。
氮氧化物是空气污染物之一，它们能在大气中和水蒸气发生反应形成硝酸，进而引起酸雨的产生，对环境和人类健康造成危害。
脱硝过程通常利用脱硝催化剂来促进NOx的转化为无害物质氮气和水蒸气，从而达到净化废气的目的。
本文将重点介绍脱硝催化剂在脱硝过程中的作用机制、种类和应用前景，希望能够对读者加深对脱硝技术的理解，并为环境保护和大气治理提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分将主要介绍整篇文章的布局和组织方式，包括引言、正文、结论三个主要部分。
引言部分将从概述、文章结构和目的三个方面介绍脱硝催化剂的重要性和意义；正文部分将深入探讨脱硝过程、催化剂的作用以及不同种类的催化剂的特点和应用；结论部分将对整篇文章进行总结，展望脱硝催化剂的应用前景，指出未来的发展方向。
通过这种结构，读者将能够清晰地了解脱硝催化剂的相关知识，并加深对该领域的理解和认识。
1.3 目的脱硝催化剂在工业生产中起着至关重要的作用。
本文旨在深入探讨脱硝过程中催化剂的作用机制，介绍不同类型的催化剂，并探讨其优缺点及应用前景。
通过对脱硝催化剂的研究和分析，我们旨在为环境保护和大气净化提供更有效的解决方案，促进工业生产的可持续发展。
通过本文的阐述，希望能够加深对脱硝催化剂的理解，为相关研究和应用提供参考和借鉴。
2.正文2.1 脱硝过程:脱硝是指通过化学反应将烟气中的氮氧化物（NOx）转化为氮气（N2）和水（H2O），从而减少大气中的氮氧化物排放。
NOx是大气中的有害气体之一，它们会对人体健康和环境造成严重危害。
脱硝过程通常使用氨气（NH3）或尿素（CO(NH2)2）作为还原剂，与烟气中的氮氧化物反应生成氮气和水。
脱硝反应的关键是催化剂的作用，催化剂能够提高反应速率和降低反应温度。
脱硝通常分为选择性非催化还原（SNCR）和选择性催化还原（SCR）两种方式。
分子筛NH3-SCR脱硝催化剂研究进展
分子筛NH 3-SCR 脱硝催化剂研究进展刘军强，贾媛媛，张 鹏，刘光利，唐中华，刘兴誉（中国石油 石油化工研究院 兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060）［摘要］选择性催化还原（SCR ）是目前最有效的脱硝技术，它的核心是脱硝催化剂。
分子筛脱硝催化剂具有很好的脱硝活性和水热稳定性，宽的温度窗口可覆盖低中高温烟气或工业尾气脱硝，是很有应用潜力的SCR 脱硝催化剂。
介绍了分子筛NH 3-SCR 脱硝催化剂的研究现状，包括Fe 系、Cu 系、Mn 系及Ce 系分子筛催化剂，综述了不同拓扑结构的分子筛催化剂（ZSM -5，BEA ，SAPO -n ，SSZ -13）的水热稳定性和脱硝活性，并对分子筛催化剂未来研究进行了展望。
［关键词］分子筛；NH 3-选择性催化还原；氮氧化物；脱硝［文章编号］1000-8144（2020）10-1012-10 ［中图分类号］TQ 426.8 ［文献标志码］AResearch progress of zeolite NH 3-SCR catalysts for NO x removalLiu Junqiang ，Jia Yuanyuan ，Zhang Peng ，Liu Guangli ，Tang Zhonghua ，Liu Xingyu（Lanzhou Petrochemical Research Center ，Petrochemical Research Institute of PetroChina ，Lanzhou Gansu 730060，China ）［Abstract ］Selective catalytic reduction(SCR) is the most effective technology to reduce the emission of nitrogen oxides at present ，and the key to SCR technology is denitration catalysts. Zeolite denitration catalysts have good denitration activity and hydrothermal stability ，and its wide working temperature window can cover low ，medium and high-temperature flue gas or industrial tail gas. Thus ，zeolite catalysts have great application potential. The research status of zeolite catalysts for NH 3-SCR ，including Fe/zeolite ，Cu/zeolite ，Mn/zeolite ，and Ce/zeolite catalysts are introduced. The hydrothermal stability and denitrification activity of zeolite catalysts with different topological structures(ZSM-5，BEA ，SAPO-n ，SSZ-13) are reviewed. Besides ，future research on the zeolite catalyst is also analyzed.［Keywords ］zeolite ；NH 3-SCR ；nitrogen oxide ；denitrationDOI ：10.3969/j.issn.1000-8144.2020.10.014［收稿日期］2020-05-08；［修改稿日期］2020-07-15。
中科院兰州化物所科技成果——羟基羧酸酯合成新技术
中科院兰州化物所科技成果——羟基羧酸酯合成新技术成果介绍基于我们在羰基化合成重要含氧化合物研究领域的多年积累，率先在国内开展了环氧化合物羰基化合成（手性）3-羟基羧酸酯的研究工作，开发了相关高效催化剂体系，获得了国家授权发明专利；实现了以环氧化合物、一氧化碳、醇为原料，在温和条件下一步合成3-羟基羧酸酯新工艺，具有100%原子经济反应，开辟了经济的、环境友好的、低成本的工业化合成技术，解决了目前3-羟基羧酸酯合成路线长、步骤多、部分原材料具有毒性、反应条件严格、收率低、副反应多、产物分离困难、污染严重等有机合成工艺中的缺点。
采用不同的环氧化合物可以合成系列的3-羟基羧酸酯类化合物，如：环氧乙烷转化率92%，3-羟基丙酸甲酯选择性大于95%；环氧丙烷转化率90%，3-羟基丁酸甲酯选择性大于92%；环氧氯丙烷转化率90%，4-氯-3-羟基丁酸甲酯选择性90%。
此外，采用手性化合物底物，可以获得构型和对映体过量值（ee）保持的手性3-羟基羧酸酯。
3-羟基羧酸酯是一类稳定的重要平台化合物，分子内含有羟基和酯基两个官能团，是重要的医药、农药中间体。
加氢可制得1,3-二烷基醇；分子内脱水可生产丙烯酸酯类化合物，在涂料、油漆和树脂等材料行业得到应用。
3-羟基羧酸酯是聚羟基羧酸酯类完全生物可降解高分子材料的重要单体。
这类高分子聚酯材料不仅具有与通用塑料聚丙烯相似的物理特性，如：能纺丝、压膜、注塑等；而且还有一般合成高分子材料没有的性质，如：完全的生物可降解性、良好的生物相容性、独特的压电性、光学活性等特殊性质，广泛用于食品包装、卫生医药等行业取代传统的塑料制品。
3-羟基羧酸酯可以和通用塑料（PE、PP、PS、PVC）等进行共混得到生物崩坏性塑料，解决日益严重的“白色污染”问题。
此外，手性3-羟基羧酸酯是极其重要的手性基元物质，广泛应用于医药、农药、化妆品、食品添加剂、香料以及其他重要的手性精细化学品等领域，具有十分诱人的前景。
低温SCR脱硝催化剂综述
低温SCR脱硝催化剂综述高翔;卢徐节;胡明华【摘要】目前氮氧化物（NOx）的污染越来越严重，低温选择性催化还原法（SCR）脱硝催化技术作为新型的、具有潜力的烟气脱硝技术，备受人们关注。
综述了低温SCR脱硝催化剂的的研究现状，着重介绍了锰基催化剂、钒基催化剂以及其他金属氧化物催化剂的研究进展，阐述了不同种类的催化剂制备方法、载体，以及使用不同种类的金属氧化物活性组分对催化剂活性和脱硝效率的影响，探讨了低温SCR催化剂的脱硝机理，同时介绍了烟气中水蒸气和SO2对催化过程的影响。
%Nowadays,NOx pollution becomes more and more serious ,low temperature SCR denitra-tion technology,as a kind of new and potential denitration technology,has attract people′s attention. Gives a summary and commentary on the research status of low temperature SCR denitration catalysts and mainly introduces the scientific research status of manganese catalysts,vanadium cata-lysts and other metal oxide catalysts. Indicates the different types of catalyst preparation methods, carriers,and the use of different kinds of metal oxides may all have influence on the catalyst activity and the efficiency of denitrification. Meanwhile,the denitration mechanism of low-temperature SCR catalysts is introduced. At last ,elaborates the effects of water vapor and SO2 in fuel gas on catalytic process.【期刊名称】《江汉大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】7页(P12-18)【关键词】氮氧化物(NOx);低温SCR脱硝催化剂;脱硝机理;金属氧化物【作者】高翔;卢徐节;胡明华【作者单位】工业烟尘污染控制湖北省重点实验室(江汉大学)，江汉大学化学与环境工程学院，湖北武汉430056;工业烟尘污染控制湖北省重点实验室(江汉大学)，江汉大学化学与环境工程学院，湖北武汉 430056;工业烟尘污染控制湖北省重点实验室(江汉大学)，江汉大学化学与环境工程学院，湖北武汉 430056【正文语种】中文【中图分类】X701.70 引言近年来，我国经济发展迅速，能源的消耗量越来越大。
SCR脱硝催化剂现状及成型工艺分析
SCR脱硝催化剂现状及成型工艺分析介绍了国内外钢钛系SCR脱硝催化剂的应用现状，阐述了低温钵系SCR脱硝催化剂的研究进展与工程探索情况，总结了商用蜂窝状、板式和波纹式SCR催化剂的成型工艺，并针对不同行业特性提出了脱硝催化剂研究方向。
选择性催化还原技术(ive catalytic reduction, SCR)是控制氮氧化物(NOx) 排放的最为关键的技术，广泛应用于热电厂、焚烧厂等工业烟气脱硝，以及柴油机动车尾气净化。
该技术以尿素、氨水或液氨产生的NH3为还原剂，核心是催化活性好、选择性高、机械强度高且运行稳定的脱硝催化剂。
SCR催化剂从最初电力脱硝行业的传统车凡钛催化剂的普及应用，到目前应用于钢铁、玻璃等非电行业的低温催化剂的广泛研究，其发展和应用得到突破性进展。
传统钢钛催化剂的发展已经相对成熟，但应用范围窄，条件苛刻；低温催化剂存在易中毒、寿命低、工况适用性等问题亟需解决。
SCR催化剂成型工艺是其应用与工业推广的关键所在，我国在传统催化剂成型技术取得全面性普及与推广，但相比国外催化剂的应用效果不佳；近几年低温SCR 催化剂的研究工作取得突破性成果，应用和推广有待工程校验。
因此，通过深入研究催化剂生产技术和成型工艺，研发经得住实际工程考验的具有自主知识产权催化剂是未来SCR技术发展的重要环节。
1传统SCR脱硝催化剂发展历程1.1国外SCR催化剂的应用美国Engelhard公司在1957年首次成功研发SCR催化剂，由Pt、Rh和Pb等贵金属构成，具有很高的催化活性，但造价昂贵、温度区间窄、易中毒，不适于工业应用。
日本日立、三菱重工等生产的V205(W03)/Ti02 (车凡钛系)催化剂较早实现商业化应用。
20世纪七八十年代，日本和欧美相继建造多套脱硝系统，钢钛系SCR催化剂的商业应用趋于成熟，主要应用于电力行业烟气污染控制。
近30年SCR催化剂在研究和应用方面都取得一定进展，具体发展过程如图1。
稀土基SCR脱硝催化剂的工业化生产及应用
护我国的绿水青山领域取得很大进步。
但在我国稀土基SCR 脱硝催化剂的研发取得进一步发展的同时，也应该正视稀土基SCR 脱硝催化剂在研发过程中和投入使用后面临的问题。
这些问题的解决对我国稀土基SCR 脱硝催化剂的研发起着推波助澜的作用。
尽管我国已经在稀土基SCR 脱硝催化剂的研发中取得一定程度的进步，但我国脱硝技术仍未占领世界前列，甚至落后于部分西方发达国家。
而脱硝技术的先进与否是影响污染物脱硝程度的关键，同时也是我国能否减少大气污染物的排放、减轻大气污染、建设绿水青山的关键一步。
我国部分监管部门对大气污染防治的重视程度低，对大气污染防治的意识薄弱，对大气污染防治投入的资金、人才以及资源少。
除此之外，我国还存在着对火电厂、锅炉以及水泥厂等污染物的排放的监测技术落后、监测力度小、监测覆盖面不全面、监测体系不完善的问题，这使得相关部门难以及时预防和控制污染物的排放，进而加剧了有害气体扩散，造成难以挽回的损失。
同时，由于市场准入门槛的降低，火电企业、水泥企业等行业的企业数量逐渐增多，受市场规律的影响，社会上的企业大多以盈利为目的，这些企业在运营过程中讲求高效、盈利，因而可能会忽略环境污染和生态可持续发展的问题。
尽管我国已经有意识地对稀土基SCR 脱硝催化剂的研发和使用采取了积极有利的政策，以此来减少大气污染物的排放、减少大气环境污染、保护我国人民健康、建设美丽家园，但是在实际的稀土基SCR 脱硝催化剂的研发过程中存在着资金不足、研究设施落后、研究体系不健全、研究的专业性人才稀缺等一系列问题；在稀土基SCR 脱硝催化剂制作过程中存在着制作成本过高、制作工艺复杂等一系列问题；在稀土基SCR 脱硝催化剂的使用过程中存在着活性低或失效等一系列问题急需解决。
除此之外，火电行业、水泥行业等一系列行业在使用稀土基SCR 脱硝催化剂进行污染物的脱硝时没有建立一系列的标准化基础工作[2]。
0 引言随着我国生态文明建设目标的提出，人们对干净、清洁、无污染的大气环境的需求越来越迫切，对低碳、绿色、简便的生活方式越来越向往。
中低温一氧化碳选择性催化还原脱硝研究进展
中低温一氧化碳选择性催化还原脱硝研究进展作者：李柯志韩帅任靖张新军孟凡立来源：《中国化工贸易·下旬刊》2020年第05期摘要：氮氧化物自“十三五”以来，控制力度逐渐加严，且需要向中低温（300℃以下）排放领域加强控制。
传统的NH3作还原剂的选择性催化还原技术在此温度区间应用受到转化率不高、氨逃逸、催化剂中毒等诸多问题困扰，而目前处于研究推广阶段的CO选择性催化还原则可能作为良好的补充手段控制氮氧化物排放。
本文详细介绍了CO还原中低温脱硝技术。
在此基础上，对其脱硝性能、常见催化剂体系、气氛影响等问题逐一介绍。
最后提出了CO还原脱硝的发展前景及未来研究方向。
关键词：脱硝;中低温;选择性催化还原;一氧化碳0 引言氮氧化物一类常见的大气污染物，其去除广受关注。
实际上，现在燃煤电厂等脱硝已经较为成熟。
而中低温（低于300℃）区间脱硝方案是目前工业界以及学术界所关注的重要问题。
近年来有大量CO作为还原剂的研究案例及部分工业实践。
此方案在中低温脱硝上显现出了一些独特的优势。
直观上来看，CO-SCR技术与NH3-SCR技术最主要的区别就在于还原剂由NH3换成了CO。
但实际上，NH3在发生反应时，其携带的三个氢原子对反应发生起到了至关重要的作用。
而直观上，CO-SCR的反应并未涉及到氢原子，因此这决定CO-SCR与NH3-SCR具有显著的差异。
本文将着重介绍CO-SCR技术优缺点及其研究前景。
1 典型催化体系近年来，对CO-SCR研究最为系统的主要来自于日本产业技术综合研究所（AIST）[1]。
其研究的CO-SCR催化剂配方主要集中在Ir-WO3/SiO2上，此也是其上世纪七十年代发表的配方主体[1]。
除了使用Ir为主催化剂外，也有MnO2等金属氧化物催化剂的研究报道[2，3]，其催化性能大致与Ir系催化剂相当，T50出现在约250℃左右。
但是此类催化剂总体表现性能并不如Ir系催化剂，因此报道没有Ir系催化剂广泛。
中科院兰化所科技成果——离子液体特种化学品及相关技术
中科院兰化所科技成果——离子液体特种化学品及
相关技术
成果介绍
中国科学院兰州化学物理研究所在国内率先开展离子液体的研发，获得了多项国际和国内发明专利。
这一领域的研究水平已经处于国内的领先地位。
离子液体是一类由特定的阴阳离子组成的在室温或近室温下呈液态的精细化学品，通常也称为室温离子液体。
与传统的溶剂相比，离子液体具有独特的性质，如非挥发性、不可燃、可导电、对热、酸、电流稳定，选择性溶解力和可设计性等，在绿色溶剂、电解质和功能材料等领域具有广阔的应用前景，尤其是在有机反应的溶剂，催化反应介质和催化剂，萃取分离介质，电化学器件的电解质（如锂离子电池、超级电容器、DSC电池、电解、电镀等），油墨、涂料、润滑油等的添加剂，表面活性剂、抗菌剂和防腐剂，塑料增塑剂、静电消除剂等方面，具有良好的市场开发前景。
应用领域
中科院兰州化物所控股公司拥有200多种离子液体（包括咪唑类、
吡啶类、季铵类、季膦类）的规模合成技术，各种功能化离子液体（羧基，羟基，醚基，烯基，磺酸，酯基等）的生产技术，并且有上述各种高纯离子液体现货对外销售。
内部配有齐备的科研仪器用于离子液体纯度及性能的表征，可以充分保证产品的质量，并且提供产品的详细物理参数及其相关咨询服务。
合作方式
技术转让或双方合作开发均可，以期开发出吨级规模的离子液体生产技术，合作方最好有廉价的纯度在99%以上烷基咪唑、卤代烷等原料。
中科院兰州化物所科技成果——离子液体特种化学品及相关技术
中科院兰州化物所科技成果——离子液体特种化学
品及相关技术
成果介绍
中国科学院兰州化学物理研究所在国内率先开展离子液体的研发，获得了多项国际和国内发明专利。
这一领域的研究水平已经处于国内的领先地位。
应用领域
离子液体是一类由特定的阴阳离子组成的在室温或近室温下呈液态的精细化学品，通常也称为室温离子液体。
与传统的溶剂相比，离子液体具有独特的性质，如非挥发性、不可燃、可导电、对热、酸、电流稳定，选择性溶解力和可设计性等，在绿色溶剂、电解质和功能材料等领域具有广阔的应用前景，尤其是在有机反应的溶剂，催化反应介质和催化剂，萃取分离介质，电化学器件的电解质（如锂离子电池、超级电容器、DSC电池、电解、电镀等），油墨、涂料、润滑油等的添加剂，表面活性剂、抗菌剂和防腐剂，塑料增塑剂、静电消除剂等方面，具有良好的市场开发前景。
中科院兰州化物所控股公司拥有200多种离子液体（包括咪唑类、吡啶类、季铵类、季膦类）的规模合成技术，各种功能化离子液体（羧基，羟基，醚基，烯基，磺酸，酯基等）的生产技术，并且有上述各种高纯离子液体现货对外销售。
内部配有齐备的科研仪器用于离子液体纯度及性能的表征，可以充分保证产品的质量，并且提供产品的详细物理参数及其相关咨询服务。
合作方式
技术转让或双方合作开发均可，以期开发出吨级规模的离子液体生产技术，合作方最好有廉价的纯度在99%以上烷基咪唑、卤代烷等原料。
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中科院兰州化物所科技成果——低温脱硝催化剂生
产与工业应用
成果介绍本团队设计了整套低温SCR脱硝催化剂生产技术参数包，在中温催化剂生产线上可连续化生产，理化性能指标优于国家标准。
在河北中煤旭阳焦化有限公司建成两套焦炉脱硝装置，并稳定运行6个月（截止2018年11月）以上，在氨氮比约为1：1的条件下，出口NOx浓度低于10mg/Nm3，可满足最严格的国家超低排放标准（NOx浓度小于50mg/Nm3）；在喷氨量不足的条件下，出口NOx浓度控制在约60mg/Nm3，远远低于国家重点地区排放标准限值（NOx 浓度小于100mg/Nm3），脱硝性能良好。
该催化剂已在焦化、玻璃、导热油炉等领域推广十余套。
技术指标
蜂窝式脱硝催化剂工作温度区间200-300℃，脱硝率≥90%，反应空速2500-3000h-1，氨逃逸率≤3ppm，SO2氧化率≤1%，抗压强度大于1.0MPa，抗水、抗硫性能良好，使用寿命24000小时。
成熟程度批量生产
应用领域玻璃窑炉、陶瓷炉、供热锅炉、焦化行业、煤化工等实施案例
河北中煤旭阳焦化有限公司两条生产线中焦炉烟气脱硝处理，入口温度为230-240℃、NOx浓度≥400mg/Nm3、SO2浓度≥100mg/Nm3、水含量≥10vol.%；经过脱硝装置处理后，出口NOx浓度≤60mg/Nm3。
合作方式技术开发、技术转让、技术服务、共建载体。