基于層柱粘土的低溫SCR脫硝催化劑制備研究.pdf

1、氮氧化物(NOx)可引起酸雨、光化學(xué)煙霧及臭氧層破壞等一系列環(huán)境問題，并對人體健康有著很大的威脅，已成為大氣污染治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。煙氣脫硝是近年來NOx控制措施中最重要的方法，在眾多的煙氣脫硝技術(shù)中，氨選擇性催化還原(SCR)技術(shù)因其高效性、選擇性和經(jīng)濟(jì)性成為目前國內(nèi)外最有效的控制煙氣NOx排放的措施。催化劑是SCR技術(shù)的核心，運(yùn)行在低溫下(150℃左右)的SCR催化劑成為近來研究的熱點(diǎn)，目前對低溫SCR脫硝催化劑的研發(fā)主要集中在載體和

2、活性組分兩個方面。
　　 本文以一種新型的載體材料——層柱粘土作為催化劑的載體，并在其上負(fù)載活性組分制備催化劑用于低溫SCR脫硝。實(shí)驗(yàn)中以鈦基層柱粘土(Ti-PILC)和Mn作為催化劑的載體和活性組分，研究了負(fù)載方法、活性組分負(fù)載量、煅燒溫度以及摻雜第二活性組分對催化劑SCR脫硝活性的影響。另外，以錳鈰為活性組分，研究了以兩種不同鈦前驅(qū)物制備鈦層柱粘土載體對催化劑SCR活性的影響，并將Ti-PILC與Zr-PILC、Fe-PIL

3、C進(jìn)行對比研究。利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、比表面分析(BET)、傅里葉紅外(FT-IR)、程序升溫還原(H2-TPR)、程序升溫脫附(NH3-TPD)等技術(shù)對不同條件下制備的催化劑進(jìn)行表征。
　　 對催化劑活性組分負(fù)載的研究結(jié)果表明，以浸漬法負(fù)載活性組分比離子交換法負(fù)載制得的催化劑具有更高的催化活性，當(dāng)Mn負(fù)載量為10％，煅燒溫度為300℃時催化劑的活性最好，在180℃的反應(yīng)溫度下達(dá)到了接近100%的NO去除

4、率。當(dāng)摻雜第二活性組分Ce和Fe時，催化劑的活性有了一定程度的提高，其中摻雜活性組分Ce時活性較好。而摻雜V后催化劑活性反而下降。
　　 對載體的研究結(jié)果表明，以鈦酸丁酯溶膠-凝膠法制備Ti-PILC作載體的催化劑比以四氯化鈦水解法制備Ti-PILC作載體的催化劑具有更高的催化活性。將Ti-PILC、Zr-PILC及Fe-PILC三種層柱粘土分別作載體的催化劑進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)其催化活性非常接近，在測試溫度窗口內(nèi)都具有很好的脫硝