活性炭基釩、鈦催化劑的制備、表征及其低溫催化脫硫性能研究.pdf

1、二氧化硫污染帶來的酸雨問題嚴重制約著全球經(jīng)濟發(fā)展。煙氣脫硫技術(shù)是目前控制二氧化硫排放最有效的途徑之一。炭法煙氣脫硫以其獨有的優(yōu)勢越來越受到關(guān)注，逐漸成為煙氣脫硫技術(shù)的研究熱點。活性炭具有很強的吸附性能，同時也可作為催化劑載體。本文通過在五種不同的活性炭(椰殼活性炭、杏殼活性炭、竹炭、載體活性炭和糠醛渣活性炭)載體上分別負載釩、鈦活性組分制備了復(fù)合催化劑，并運用N<,2>物理吸附/脫附、XRD、XPS、FT-IR、SEM等手段研究了載體和

2、催化劑的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、表面化學(xué)和微觀形貌等。利用脫硫反應(yīng)對載體和催化劑的催化活性和載體的有效性進行了評價，考察了反應(yīng)溫度和活性組分含量對催化劑活性的影響。結(jié)果表明： 1．在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，五種活性炭均對SO<,2>的氧化具有催化性能，催化性能最穩(wěn)定的是杏殼活性炭，最適合作為催化劑載體。比表面積或物理結(jié)構(gòu)不是影響活性炭催化性能的關(guān)鍵因素。活性炭的催化性能與其化學(xué)組成和表面官能團相關(guān)。其表面官能團主要包括羧基、酐、內(nèi)酯基、

3、羰基、酚、醚等。 2．同一實驗條件下，反應(yīng)溫度對不同活性炭載體的脫硫性能影響不同。椰殼活性炭、杏殼活性炭和竹炭均于403K溫度下體現(xiàn)出最高的催化活性，脫硫率始終保持在70[％]左右；載體活性炭自453K起具有催化活性，脫硫率最高時接近80[％](453K)；糠醛渣活性炭在溫度低于503K時脫硫率下降很快，在553K時顯示出較高的催化活性，脫硫率達到80[％]。 3．活性炭基釩催化劑的活性溫度介于403K與453K之間

4、。催化劑的活性并不隨溫度上升而提高，含釩量5wt[％]的催化劑最佳催化反應(yīng)溫度為453K，此溫度下不同載體負載的釩催化劑的脫硫率比相應(yīng)的載體提高了10％左右。 4．實驗溫度高于釩催化劑的活性溫度時，含釩5wt％的催化劑的脫硫性能最佳，原因是含量過高時，活性組分顆粒在載體表面不斷長大，分散程度降低，催化活性降低。 5．對于負載TiO<,2>的催化劑，其活性溫度同樣介于403K和453K之間，最佳反應(yīng)溫度為503K。