ZSM-5型分子篩上乙炔還原NO的機(jī)理探討及Y-HZSM-5上的NO還原研究.pdf

1、氮氧化物是大氣的主要污染物，它的有效去除受到廣泛關(guān)注。烴類選擇催化還原氮氧化物法(HC-SCR)是消除貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中NO<,x>的有效方法。近年來(lái)，許多HC-SCR研究報(bào)道了H型分子篩催化劑對(duì)于NO<,x>的還原比Na型催化劑表現(xiàn)出明顯的高活性，但其原因尚未有人明確給出。 本文在研究ZSM-5型分子篩上C<,2>H<,2>-SCR反應(yīng)的基礎(chǔ)上，首次提出了相應(yīng)反應(yīng)機(jī)制。通過(guò)反應(yīng)機(jī)理，對(duì)上述H型和Na型分子篩在活性上的差異給出了圓

2、滿解釋。研究所得機(jī)理如下： NO在HZSM-5上被催化氧化生成NO<,2>；而后進(jìn)一步在催化劑上吸附活化形成對(duì)還原劑具有高活性的雙齒和橋式硝酸鹽；另一方面，乙炔在HZSM-5表面吸附形成乙烯醇以氫鍵強(qiáng)吸附于B酸中心上，后者進(jìn)一步轉(zhuǎn)化形成對(duì)NO<,x>有高活性的乙酸鹽；催化劑上的活性含C物種與含N物種反應(yīng)形成吸附態(tài)的氰化合物，后者進(jìn)一步與NO<,x>反應(yīng)生成N<,2>。在NaSM-5上，NO不能被有效催化氧化。在隨后的吸附中也只能

3、形成惰性的結(jié)合在Na<'+>上的硝酸鹽(由NO的非催化氧化形成)：另一方面，乙炔在NazSM-5上吸附僅形成通過(guò)弱的靜電作用結(jié)合在沸石孔道中Na<'+>離子上的乙烯醇，這種吸附形式的吸附物在達(dá)到反應(yīng)溫度前即已脫附，無(wú)法貢獻(xiàn)于NO<,x>的還原。在NaZSM-5上由于上述兩種(含N，和含C的)活性中間物種均無(wú)法形成，因而在C<,2>H<,2>-SCR反應(yīng)中沒(méi)有活性。 本論文還研究了在富氧條件下可有效消除NO的0.5％Y/HZSM-