SCR脱硝催化剂的发展、应用及其成型工艺综述

介绍了国内外钒钛系SCR脱硝催化剂的应用现状,阐述了低温锰系SCR脱硝催化剂的研究进展与工程探索情况,总结了商用蜂窝状、板式和波纹式SCR催化剂的成型工艺,并针对不同行业特性提出了脱硝催化剂研究方向。     

金属氧化物催化CO还原NO的研究进展

一氧化碳（CO）广泛存在于烧结/球团/焦化烟气或汽车尾气中,应用CO-选择性催化还原（SCR）技术同时脱除烟气中CO和NO是烟气治理的理想方案之一。目前,在NO-CO反应研究中较多的是贵金属催化剂,但由于其价格昂贵、高温失活、易中毒等问题难以在工业中实现应用。本文将近几年来金属氧化物催化CO还原NO的研究成果进行了系统的梳理与总结,重点介绍Fe基、Ce基、Co基、Cu基这4种金属氧化物催化剂的研究进展,分析催化剂的制备方法、掺杂助剂种类和比例、NO-CO反应条件等因素与催化活性之间的关系,总结催化剂抗水抗硫性能及可能的CO-SCR反应机理,并探讨O₂存在的条件下对催化剂活性的影响,为提高金属氧化物催化剂抗氧性研究提供理论参考。     

Ir基催化剂用于CO选择性催化还原NO的研究进展

针对具有烟温低、氧含量高和CO浓度大等特征的固定源烟气（钢铁烧结/球团烟气和焦化烟气等）脱硝领域,CO选择性催化还原NO _x （CO-SCR）技术具有良好的发展前景。Ir基贵金属催化剂因其在CO-SCR反应体系中表现出了良好的抗氧能力和较高的催化活性成为催化脱硝领域研究的热点之一。本文重点总结了单一载体、复合载体与复合活性组分三类Ir基催化剂在CO-SCR脱除NO _x 中的催化性能,同时从制备条件和反应条件两大方面归纳了其对Ir基催化剂的CO-SCR脱硝性能的影响,简要阐述了Ir基催化剂表面反应机理,并对未来研究工作进行了展望,指出采用多种手段对催化剂进行改性,并通过降低Ir负载量、反应温度窗口以及提升其催化活性等方式来降低成本,为实现Ir基催化剂CO-SCR工业化应用提供借鉴。     

柔性负载型催化剂催化净化气态污染物研究进展

当前灰霾等大气污染问题备受关注，高效、廉价的催化净化材料作为污染治理技术的核心之一，其研发意义非凡。以柔性材料为基底制备的新型整体式催化剂因催化活性高、加工成型简单、应用灵活、易于实现催化剂原位再生等优点，成为环境催化领域发展的一个新兴热点方向。本文介绍了以金属泡沫、有机泡沫以及纤维等柔性材料为载体的催化剂特性和应用领域，重点阐述了上述柔性负载型催化剂的典型合成过程及其对气态污染物（如NO_x、甲苯、甲醛等）的催化性能和净化机制，综述了其在脱硝领域的应用研究成果，包括抗硫耐水机理、纤维滤布催化剂的协同除尘脱硝能力以及碳泡沫催化剂的高效催化性能等。通过总结分析柔性负载型催化剂阶段性研究成果、应用现状以及实际应用问题，进一步展望其在环境催化净化领域的研究方向、重点和难点。催化剂黏结性、活性、稳定性的提升以及移动床反应器-催化剂的匹配设计与优化都将是柔性高效一体式催化剂的研发重心所在，此类催化剂的成功研发将会为中小型燃煤炉窖尾气的催化净化提供技术核心与保障。     

炭基材料负载型低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展

氮氧化物（NO _x ）是主要的大气污染物之一，对人体健康和生态环境造成了严重危害。低温选择性催化还原（SCR）技术是近年来烟气脱硝领域的主要研究方向。炭基材料具有较大的比表面积、发达的孔隙结构等特点，在SCR脱硝方面被广泛用作催化剂载体。本文综述了炭基材料包括活性炭（焦）、活性炭纤维、碳纳米管、石墨烯及碳包覆负载型催化剂在低温NH₃-SCR脱硝领域的研究成果与进展，阐述了表面官能团、反应条件及稀土元素等因素对炭基材料负载型催化剂脱硝性能的影响，并且讨论了炭基材料负载型催化剂的催化反应机理。指出采用多种手段改性催化剂，优化其中低温脱硝性能与稳定性，深入探究催化剂表面反应物种的吸附-活化行为和催化反应路径是炭基材料负载型低温NH₃-SCR催化剂研究的重点。     

浸渍次序对低温脱除Hg~0和CO性能的影响

采用单次浸渍、两次浸渍、多次浸渍制备了系列Cu-Co/AC_N催化剂,并考察其同时脱除Hg~0和CO的催化活性。结果表明,催化剂脱Hg~0效率和脱CO效率依次为:两次浸渍>多次浸渍>单次浸渍。综合考量两种污染物的脱除效率,将200℃作为Cu-Co/AC_N催化剂同时脱Hg~0,脱CO的最佳反应温度。氧气对于两种污染物的脱除是至关重要的,16%的氧含量为同时脱Hg~0和脱CO的最佳条件。     

核壳催化剂用于大气污染控制的研究进展

随着工业的发展进步,大气环境污染日趋严重,末端污染治理迫在眉睫。催化剂作为催化反应的核心,其制备与构型成为大气环境催化领域重点关注和研究的课题。常规的单一催化剂存在成本高、易失活、使用条件严格等不足。核壳结构催化剂拥有单一催化剂所不具备的双功能甚至多功能催化特性,在环境催化领域具有广阔的应用前景。近年研究表明,核壳结构催化剂热稳定性较高,择形催化效果优异,在反应中的整体活性表现良好。但核壳结构的复合颗粒也存在团聚与分散不易调控、核壳分散厚度难以确定、结合强度有待提高等问题。目前已有学者将Mn系、Ce系等核壳材料应用于大气污染治理之中,并取得了良好的催化效果,但是在核壳结构的构筑以及制备方法的选择上还存在不足,在特定领域的针对性应用有待进一步提高。本文详细介绍了目前制备核壳材料所常用的水热合成法、沉淀法、模板法等主要方法,比较了各种制备方法的优缺点。同时,综述了不同类型的核壳材料(如金属基核壳材料、金属氧化物基核壳材料、分子筛、中空核壳以及摇铃核壳材料)在大气污染治理中NO选择性催化还原(NH₃-SCR)、VOCs脱除以及高低浓度CO去除等主要领域的应用研究进展。文...     

被动式NOx吸附剂Pd/ZSM-5的性能影响因素

柴油车尾气 NO_x后处理技术对冷启动阶段 NO_x净化效果较差,被动 NO_x吸附剂（PNA）应运而生。分别采用等体积浸渍法和离子交换法将 1% Pd 负载于 m（Si）/m（Al）为 11.5 的 ZSM-5 分子筛,获得 Pd/ZSM-5 PNA 材料。考察反应气氛（有无 O₂和 H₂O）对 2 种不同 Pd 负载方式 PNA 吸附-释放 NO_x性能的影响。采用 X 射线衍射、N₂吸附-脱附曲线测定、透射电子显微镜、原位漫反射 Fourier 变换红外光谱和 NH₃程序升温脱附手段,从 Pd/ZSM-5 结构性质,Pd 物种形态和酸性质分析以上因素的影响作用机制,并进一步评价预处理气氛中 O₂作用。结果表明：反应气和预处理气氛存在 O₂及等体积浸渍法中存在更多 NO 活性吸附位点从而提高 Pd/ZSM-5 的 NO 吸附能力。此外,O₂促进 N...     

被动NOx吸附剂在柴油车冷启动排放控制中的研究进展

机动车尾气是氮氧化物（NO_x）重要来源之一,常见柴油车尾气NO_x处理技术对冷启动阶段NO_x减排效果较差,被动NO_x吸附剂（PNA）应运而生。PNA可低温吸附存储NO_x、高温脱附释放NO_x,释放的NO_x经过下游NO_x处理单元[选择性催化还原（SCR）或NO_x储存还原（NSR）]被彻底净化。本文综述了近年来PNA材料在低温冷启动过程中净化NO_x的研究进展,对不同类型PNA材料进行结构及性能比对,其中Pd/分子筛表现出良好的低温NO_x吸附-脱附性能、抗硫性以及水热稳定性,成为PNA优选。深入讨论了Pd/分子筛存储NO_x机制以及影响因素。此外,分析了PNA在低温吸附-脱附NO_x中面临的问题并展望其前景,指出提高具有优异抗水性能的NO_x吸附位点数量及Pd物种分散程度是开发高性能PNA的重要前提。