乙炔在ZSM-5和ferrierite基催化劑上選擇還原氮氧化物的機理研究.pdf

1、汽車尾氣中的氮氧化物對大氣環(huán)境造成了越來越嚴重的污染，它的有效去除受到世界的廣泛關注。烴類選擇催化還原氮氧化物法(HC-SCR)是消除稀燃發(fā)動機尾氣中NOx的最有效方法。本論文從探索稀燃條件下乙炔和氮氧化物在ZSM-5和ferrierite(FER)分子篩基催化劑上的吸附規(guī)律，及其與乙炔選擇還原氮氧化物反應(C2H2-SCR)活性之間的關系出發(fā)，研究開發(fā)了具有低溫高活性的C2H2-SCR反應催化劑，并探討了其反應機理。
　　 對

2、于1600 ppm NO+800 ppm C2H2+10％02+N2體系，研究發(fā)現2500C在HFER分子篩上，氮氧化物的消除轉化率為70％，是HZSM-5的3倍。
　　 為探索上述與HZSM-5相比，HFER活性高的原因，用原位紅外光譜研究比較了這兩種分子篩上NO+O2共吸附生成硝酸根的相對速率，發(fā)現(1)上述兩種分子篩上吸附NOx生成硝酸根的速率，正比于C2H2-SCR反應中其上氮氧化物的轉化率；(2)在C2H2-SCR原位

3、反應穩(wěn)態(tài)紅外光譜中，這兩種分子篩上未出現硝酸根物種的紅外吸收峰(1629和1598 cm-1)?；谶@些實驗結果，提出并論證了C2H2-SCR反應的控速步驟為硝酸根物種在分子篩表面上的生成。與HZSM-5相比，HFER分子篩上硝酸根物種的形成能力較強，是其低溫活性高于HZSM-5的主要原因。
　　 通過原位紅外光譜對C2H2-SCR反應的跟蹤，排除了前人諸多文獻提出乙酰胺為反應活性中間物種的可能性。提出并論證了甲酰胺為分子篩上C

4、2H2-SCR反應的重要活性中間物種。甲酰胺物種來源于硝酸根與C2H2的反應，并對NO+O2(及硝酸根)有相當高的反應活性。由此，提出了HFER和HZSM-5基催化劑上的C2H2-SCR反應機理。
　　 在HZSM-5和HFER分子篩中擔載2％Zr，顯著促進了催化劑上硝酸根物種的生成。相應地，顯著提高了分子篩對C2H2-SCR反應的活性：在250℃使氮氧化物轉化率分別由原來的20％提高至53％(HZSM-5)以及70％到78％(