表面硫改性和Ca摻雜對中低溫SCR脫硝催化劑性能影響機(jī)理研究.pdf

1、氮氧化物是危害大氣環(huán)境的主要污染物之一，而選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是應(yīng)用最廣泛、成效最顯著的脫除固定源氮氧化物的方法。由于氮氧化物的污染日益嚴(yán)重，我國政府在“十二五”期間明確提出了氮氧化物的總量控制目標(biāo)。因此，SCR技術(shù)得到了越來越多研究者的關(guān)注。從我國國情出發(fā)，非釩寬溫窗SCR催化劑以及低溫SCR催化劑的開發(fā)都是我國自主脫硝技術(shù)的研究方向。在此論文中，分別進(jìn)行了這兩類催化劑的改性研究，以此更好地提高催化劑性能，并適用不同的煙氣狀況

2、。
　　 首先對CeO2催化劑進(jìn)行表面硫化改性，通過活性實(shí)驗(yàn)和分析測試表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SO2硫化改性可以大輻度提高催化劑在200-570℃C寬溫區(qū)范圍內(nèi)的NO去除率，同時(shí)伴隨極少量的N2O生成。SO2硫化改性可以增加催化劑的表面活性氧濃度，促進(jìn)NH3在催化劑表面的吸附和活化。在此研究基礎(chǔ)上，繼續(xù)利用上述催化劑進(jìn)行原位紅外實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SO2硫化改性促使大量Br(o)nsted酸性位生成，而Lewis酸性位的數(shù)量和酸強(qiáng)也有

3、提升，從而有效提高了SCR活性。同時(shí)驗(yàn)證了在硫化后CeO2催化劑上發(fā)生的SCR反應(yīng)主要遵循E-R模型。
　　 其次，展開了浸漬法Ca摻雜對MnOx/TiO2催化劑低溫SCR活性影響研究，研究結(jié)果表明隨著通過浸漬法引入的Ca摻雜量的提升，SCR活性以及NO氧化效率先明顯下降，后部分回升。其主要原因是較低濃度Ca摻雜生成的CaO會中和催化劑表面酸性引起酸性下降，而較高濃度Ca摻雜生成的CaTiO3會抑制CaO的生成從而減緩后者中和酸

4、性的作用，引起表面酸性回升。而后，又進(jìn)一步展開了溶膠凝膠法Ca摻雜對MnOx/TiO2催化劑低溫SCR活性影響研究，研究結(jié)果表明，通過溶膠凝膠法進(jìn)行的Ca摻雜會使Ca與Mn、Ti之間發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，導(dǎo)致不同金屬氧化物的分散性明顯改善，催化劑的比表面積和孔容大輻上升，因此SCR活性迅猛上升。
　　 最后，通過研究不同金屬摻雜對MnOx/TiO2催化劑的低溫SCR性能影響，篩選出具有最佳綜合性能的Ca0.04Ce0.02Mn0.

5、04/TiO2催化劑。通過原位紅外研究發(fā)現(xiàn)，相比Ce0.02Mn0.4/TiO2催化劑，Ca摻雜可以有效抑制SCR反應(yīng)過程中N2O的產(chǎn)生。主要的原因可以歸結(jié)為兩點(diǎn):(1)Ca摻雜以后NO2的生成量將減少，而在錳基催化劑表面，NO2對NH3的氧化容易生成N2O;(2)Ca摻雜抑制了NH3吸附過程中催化劑表面配位NH3過度脫氫生成NH基團(tuán)，由于NH基團(tuán)是N2O生成的中間產(chǎn)物，因此這也有益于催化劑選擇性的提高。
　　 通過本文的系統(tǒng)研