碳載體納米催化劑的制備及其催化去除氮氧化物的應(yīng)用.pdf

1、從燃煤電廠、垃圾焚燒鍋爐、柴油機(jī)和汽車中排放出的氮氧化物會(huì)導(dǎo)致酸雨、光化學(xué)煙霧以及臭氧層的破壞，從而對(duì)人類的健康和生存構(gòu)成極大危害。NOx的排放已經(jīng)引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注和高度重視。面對(duì)日益增加的NOx排放，人們采取多種辦法對(duì)其進(jìn)行控制。選擇性還原技術(shù)(SCR)被證明是最有效的減少NOx的方法。而開發(fā)新型高效的催化劑又是SCR技術(shù)的關(guān)鍵。
　　 本論文采用濕化學(xué)方法制備了一系列的碳基催化劑并檢測(cè)了它們的催化脫硝性能。首先，將碳

2、納米管引入傳統(tǒng)催化劑V2O5-TiO2體系中，取得了很好的催化性能。為了進(jìn)一步提高催化劑的性能，Mn，Ce，Mo，Cr，Ni，Co摻入已經(jīng)優(yōu)化好的催化劑V2O5-TiO2-CNTs中，發(fā)現(xiàn)CeOx可有效地提高SCR活性。我們還通過浸漬法制備了三種不同碳材料負(fù)載CuOx的催化劑并發(fā)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單的可恢復(fù)失活催化劑性能的方法。
　　 在傳統(tǒng)催化劑V2O5/TiO2中加入碳納米管可極大促進(jìn)催化劑的脫硝性能。加入10％碳管的催化劑效果最好

3、，在300℃可達(dá)到89％的脫除效率。引入的碳納米管可增加催化劑的比表面積、孔體積、酸度和氧化還原性能。高的氧化性能可以促進(jìn)NO氧化成NO2進(jìn)而提高NOx去除率。另外，V2O5/TiO2-CNTs催化劑對(duì)二氧化硫和水有很好的抵抗作用。
　　 把MnOx加入到V2O5/TiO2-CNT可以實(shí)現(xiàn)綜合高溫活性釩和低溫活性錳的目標(biāo)。在275℃時(shí)，V2O5-MnOx/TiO2-CNTs催化劑可達(dá)到99％的脫除效率。從TOF的計(jì)算可以看出，用

4、機(jī)械法制備的釩錳復(fù)合催化劑上釩和錳有相互促進(jìn)作用。由于碳管的引入使得釩錳結(jié)合不緊密從而避免了抑制作用。同時(shí)，由摻雜引起的酸強(qiáng)度的增加和氧化性能的提高也有助于SCR的催化性能。
　　 通過溶膠凝膠法把Co、Ce、Cr、Mo和Ni摻入到催化劑V2O5/TiO2-CNTs中。其中，Ce可有效促進(jìn)NH3-SCR反應(yīng)。大量Ce3+的存在可以增加化學(xué)吸附氧，進(jìn)而利于催化反應(yīng)的進(jìn)行。CeOx可以抑制催化劑的團(tuán)聚而增加其比表面積和分散性。摻入C