H20和S02對(duì)Fe-Mo-ZSM-5催化劑上Nox的選擇性催化還原性能的影響.pdf

1、目前，機(jī)動(dòng)車(chē)排放的尾氣污染已經(jīng)取代過(guò)去的煤煙型污染，成為我國(guó)當(dāng)今城市主要的大氣污染源。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的氮氧化物(Nox)是大氣中最主要的污染物，必須嚴(yán)格控制。由于和汽油機(jī)運(yùn)行工況不同，柴油車(chē)尾氣中Nox的脫除不能使用已經(jīng)工業(yè)化的三元催化劑。因此，必須尋找一種適用于貧燃條件下脫除氮氧化物的新技術(shù)。目前，選擇性催化還原(SCR)法是針對(duì)柴油車(chē)尾氣中Nox的脫除最有效的方法之一。由于柴油車(chē)尾氣中的水蒸汽和SO2對(duì)催化劑有一定的毒化作用，因此，

2、開(kāi)發(fā)具有良好抗水、抗SO2性能的SCR催化劑成為柴油車(chē)尾氣凈化的技術(shù)關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)室的前期研究結(jié)果表明，F(xiàn)e-Mo／ZSM-5在不含H2O和SO2的情況下，以NH3為還原劑的Nox-SCR反應(yīng)中表現(xiàn)出極好的催化活性和較寬的活性溫度窗口。在此基礎(chǔ)之上，本文重點(diǎn)考察了Fe-Mo／ZSM-5的抗水抗硫性能。主要得出以下結(jié)論：
　　 (1)制備方法對(duì)Fe-Mo／ZSM-5的催化活性有著顯著的影響，但二者均表現(xiàn)出良好的抗水抗硫性能。采用氣相

3、離子交換法制備的Fe-Mo／ZSM-5的催化活性和活性溫度窗口均優(yōu)于浸漬法制備的Fe-Mo／ZSM-5。
　　 (2)反應(yīng)條件影響Fe-Mo／ZSM-5的催化活性。250℃下，反應(yīng)氣氛中不含H2O和SO2時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率為100％。為反應(yīng)氣氛中分別加入H2O、SO2或同時(shí)加入H2O和SO2時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率都略微降低。
　　 (3)反應(yīng)時(shí)間直接影響催化劑的催化活性。研究發(fā)現(xiàn)，在H2O和SO2共存時(shí)，F(xiàn)e-Mo/ZSM-5在

4、250℃下恒溫反應(yīng)48個(gè)小時(shí)后NO轉(zhuǎn)化率明顯降低，由起初的78.1％下降為25％。
　　 (4)H2O和SO2共存下，反應(yīng)溫度直接影響催化劑的催化活性。表現(xiàn)為中低溫區(qū)(100～350℃)，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大；高溫區(qū)(350～600℃)，NO的轉(zhuǎn)化率在85％以上。表明Fe—Mo／ZSM-5在高溫下具有較好的抗水抗硫性。
　　 (5)FT-IR結(jié)果表明，SO2對(duì)Fe-Mo／ZSM-5的抑制作用源于它在催化劑的表面吸附

5、，吸附態(tài)為SO42-離子，反應(yīng)過(guò)程中生成的少量硫化物沉積在催化劑表面，使NO的轉(zhuǎn)化率降低。
　　 (6)H2O的存在降低了Fe—Mo/ZSM-5的低溫催化活性。FT-IR結(jié)果表明，NO的轉(zhuǎn)化率降低源于H2O的存在抑制了SCR反應(yīng)進(jìn)程，而非抑制了NH3在催化劑表面的吸附。
　　 (7)XRD、BET技術(shù)手段表明，F(xiàn)e—Mo／ZSM-5具有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。SEM結(jié)果表明，長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)后，催化劑表面晶粒發(fā)生不同程度的團(tuán)聚和堆積