Cu、Mn、Ce改性V2O5-WO3-MOx-CC催化劑的制備及其催化脫硝性能.pdf

1、氮氧化物(Nox)是主要的大氣污染物之一,是酸雨、光化學(xué)煙霧形成的重要原因,它可以破壞臭氧層,直接或間接對(duì)人體的健康造成很大危害。選擇性催化還原(SCR)是重要的脫硝技術(shù),而催化劑是其中的最關(guān)鍵技術(shù)之一。本文重點(diǎn)介紹了國內(nèi)外處理氮氧化物的各種催化劑,對(duì)SCR法脫硝過程中的反應(yīng)、反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)物分子在催化劑上的的吸脫附作了概述,簡(jiǎn)要地總結(jié)了使催化劑中毒的主要因素。
　　 本實(shí)驗(yàn)以堇青石蜂窩陶瓷為支撐體,Cu、Mn、Ce改性的納米T

2、iO2或分子篩MCM-41作為載體,以V為主催化劑,W為助劑,采用溶膠凝膠法和涂覆法分別制備了含不同添加劑(Cu、Mn、Ce)的催化劑,以達(dá)到改善其低溫脫硝活性、拓寬活性溫度窗口的目的。論文利用尿素水溶液(32.5wt％)作為還原劑,對(duì)催化劑進(jìn)行選擇催化還原NO的活性評(píng)價(jià),并通過BET比表面積、XRD、SEM、NH3/CO2-TPD、TPR和XPS等手段對(duì)催化劑的物理化學(xué)性能進(jìn)行相應(yīng)的表征。此論文的研究對(duì)移動(dòng)源的脫硝具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

3、
　　 溶膠-凝膠法制備催化劑時(shí),采用順序負(fù)載和交替負(fù)載兩種方式制備催化劑,結(jié)果發(fā)現(xiàn)順序負(fù)載的催化劑BET比表面積總體要比交替負(fù)載所得到的催化劑要高,催化劑的活性也有類似的趨勢(shì)。其中,M相(Mn-Ce-O-TiO2)對(duì)催化劑低溫活性的促進(jìn)作用更為明顯,而C相(Cu-Ce-O-TiO2)對(duì)催化劑的高溫活性更為有利,將二者復(fù)合以順序負(fù)載得到的V/3C/3M/CC催化劑的脫硝效果更佳,在200℃的反應(yīng)溫度下,NO的轉(zhuǎn)化率能達(dá)到80％左

4、右,活性溫度窗口顯著拓寬,在200-550℃能保持在80％或以上。XRD分析發(fā)現(xiàn),順序負(fù)載的催化劑中隨著M或C相的加入出現(xiàn)了銳鈦礦相TiO2或金紅石相TiO2,而交替負(fù)載的催化劑中僅出現(xiàn)了銳鈦礦相TiO2和WO3的峰。NH3/CO2-TPD測(cè)試結(jié)果表明兩種負(fù)載方式所得到的催化劑表面的酸堿性位及強(qiáng)度相當(dāng),只與其中的活性組分有關(guān)。兩種負(fù)載方式得到的催化劑的氧化還原性能有不同,但都在較寬的溫度范圍內(nèi)顯示了良好的還原行為,并且交替負(fù)載的催化劑出

5、現(xiàn)了TiO2、WO3的高溫還原峰。所有催化劑中的Ti均以TiO2的形式存在,O主要以兩種形式存在,V以V4+和V5+兩種價(jià)態(tài),其中V4+/V5+比值越大,活性越好。
　　 涂覆法所制備的催化劑,以TiO2為載體的系列催化劑上NO轉(zhuǎn)化率要明顯優(yōu)于以MCM-41分子篩為載體的系列催化劑,尤其是在低溫下。但后者的比表面積要明顯高于前者,可能是分子篩較差的水熱穩(wěn)定性所導(dǎo)致的。同時(shí)加入Cu、Mn、Ce時(shí),V-W-Cu-Mn-Ce-Ti-O

6、/CC催化劑在很寬的溫度范圍內(nèi)顯示了良好的催化活性,200-550℃范圍內(nèi),NO轉(zhuǎn)化率可達(dá)85％以上。兩種系列催化劑表面上的活性組分均以顆粒形式存在,分子篩催化劑表面的顆粒更加細(xì)小,分布更加均勻,TiO2系列催化劑表面存在很多微孔,V-W-Cu-Mn-Ce-Ti-O/CC和V-W-Cu-Ce-MCM-41/CC催化劑表面還存在些許裂紋。XRD分析表明分子篩催化劑中所有組分均以無定形態(tài)存在或高度分散在催化劑中,而TiO2催化劑中存在銳鈦礦