双金属交换的Cu-Mn/SSZ-39催化剂的NH3-SCR脱硝性能

以SSZ-39为载体,采用离子交换法制备不同铜锰物质的量比的Cu-Mn/SSZ-39分子筛催化剂,并考察其在以NH3为还原剂的选择性催化还原NO反应(NH3-SCR)中的脱硝活性.通过XRD、SEM、N2吸脱附、NH3-TPD、H2-TPR、XPS、ICP等对催化剂的结构、形貌、表面酸性等进行表征.结果表明,Cu2+提...     

NH3-SCR脱硝催化剂研究进展

综述了NH3-SCR脱硝催化反应机理及近年来文献报道的脱硝催化剂体系(V、Mn、Ce基等过渡金属氧化物和复合氧化物催化剂,Fe、Cu离子交换型分子筛催化剂),并对各种催化剂的优势和不足进行分析评述.虽然目前催化剂体系众多,但催化剂宽裕的高活性操作温窗、高温水热稳定性和耐毒性仍有待提高.最后指出,开发新型催化剂、改善催化...     

低温NH3-SCR脱硝 过渡金属基催化剂的研究进展

从水泥熟料生产工况来看,开发具有良好低温活性和高抗硫抗水性能的催化剂对低温NH3-SCR具有重要意义.过渡金属基氧化物催化剂由于其优异的氧化还原性能、较高的活性、耐久性和相对较低的制造成本,是未来催化剂的发展方向.从二元过渡金属基催化剂、三元和多元过渡金属基催化剂、负载型单过渡金属基催化剂和负载二元和多元过渡金属基催化...     

锰基低温NH3-SCR催化剂脱硝及抗硫性能研究进展

催化剂是SCR脱硝的核心技术,在SCR脱硝系统中,经除尘和脱硫后烟气温度通常低于200℃,因此开发低温脱硝催化剂为研究重点。本文分别综述了非负载型和负载型锰基低温脱硝催化剂,其中主要探讨了TiO_2、活性炭、炭纳米管、 CeO_2为载体的负载型锰基低温脱硝催化剂。分析了SO_2中毒过程以及抗中毒的催化剂。并对锰基低温脱硝催化剂进一步研究方向进行了展望。     

机械力-微波活化对稀土尾矿NH3-SCR脱硝性能的影响

因为稀土尾矿中矿物复杂的连生关系,使其部分矿物在脱硝反应过程中并不能充分暴露发挥作用。本文采用机械力微波活化稀土尾矿,利用正交试验方法研究机械力微波活化参数对稀土尾矿NH₃-SCR脱硝性能的影响,借助XRD、SEM-EDS、H₂-TPR、NH₃-TPD、BET等表征手段分析了机械力微波活化对稀土尾矿性能的影响。实验结果表明,稀土尾矿对活化参数的敏感性为：球料比>转子转速>球磨时间=球直径比>微波焙烧时间=微波焙烧温度=微波焙烧功率,机械力微波活化最优参数为球磨2h、转子转速300r/min、球料比1∶1、球直径比1∶1∶1、微波焙烧温度250℃、微波焙烧时间20min、微波焙烧功率1100W,活化稀土尾矿脱硝效率最高提升了40%。活化后,稀土尾矿催化剂的比表面积、矿物分散度、表面酸性位数量和氧化还原性能均得到了提升,弱酸、中强酸和强酸活性中心均匀分布有利于脱硝反应。赤铁矿暴露程度越高,越有利于稀土尾矿脱硝反应过程。     

Fe改性Cu-SSZ-13的方法对催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响

为了解决柴油车尾气中的NO_x污染环境的问题,分别用离子交换法（IE）、湿浸渍法（IWI）和固态离子交换法（SSIE）制备了3种Fe/Cu-SSZ-13分子筛催化剂,考察了其对NH₃选择性催化还原NO（NH₃-SCR）的催化性能,并运用XRD、BET、FTIR、UV-Vis DRS,H₂-TPR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,经Fe改性Cu-SSZ-13后,催化剂有很好的抗高空速性能、较宽的温度窗口、很好的水热稳定性和更好的高温还原能力。制备方法对Fe/Cu-SSZ-13的脱硝活性影响不同,在150～400℃温度范围时,3种催化剂的SCR活性顺序为：Fe（5.5%）-IE >Fe（5.4%）-SSIE >Fe（5.5%）-IWI;然而高于400℃时,SCR活性顺序为：Fe（5.5%）-IE >Fe（5.5%）-IWI >Fe（5.4%）-SSIE。表征结果显示,3种方法制备的催化剂进行比较,离子交换法制备的Fe含量为5.5%的催化剂表现出最好的水热稳定性、最大的比表面积以及最好的催化活性,其在175～500℃内NO的转化率达到90%以上,因此Fe（5.5%）-IE是首选的NH₃-SCR催化剂。     

制备方法对Fe-Mn-Ox催化剂的NH3-SCR反应性能影响

NO_x是目前主要大气环境污染物之一,去除NO_x是大气净化领域研究的热点,其中Fe-Mn-O_x催化剂去除NO_x的效率较高。对Fe-Mn-O_x催化剂进行了一系列研究,采用共沉淀(CP)、水热(HT)、溶胶-凝胶(SG)方法分别制备了该催化剂,对这3种催化剂的NH_3-选择性催化还原(SCR)性能进行了探究。制备方法对催化剂的活性产生较多影响,影响因素有Mn和Fe物种的存在状态、催化剂的可还原性、催化剂的孔容、催化剂的平均孔径、催化剂的表面酸性等。结果证明,水热法制备的Fe-Mn-O_x催化剂催化活性最佳。     

铈基脱硝催化剂的抗碱金属性能研究进展

氨-选择性催化还原(NH3-SCR)技术是消除NOx的最有效手段之一.铈基催化剂因其良好的氧化还原性能、适当的表面酸性、绿色经济而被广泛用于NH3-SCR反应,但目前用于SCR的铈基催化剂普遍存在碱金属中毒问题,严重限制了其实际应用.本文从铈基脱硝催化剂的碱金属中毒机理,降低碱金属中毒的策略(金属氧化物改性、酸化处理等...     

超低温NH3-SCR锰基脱硝催化剂研究进展

氨选择性催化还原(NH3-SCR)脱硝是目前主流的烟气NOx脱除技术.十二五期间,我国首次将氮氧化物减排列入环保约束性指标,国内一大批研究人员被此课题所吸引,发表研究论文数和研究水平都有了极大地提高,在降低催化剂活性窗口温度等方面取得了明显进展,占据近十年来国际学术界对该课题研究的主要地位.而这些研究中最有希望在超低温...     

Effect of oxygen on selective catalytic reduction of NO by NH3 over copper ion exchanged mordenite-type zeolite catalyst

The effect of oxygen on the selective catalytic reduction of NO by NH₃ was examined over a copper exchanged mordenite type zeolite catalyst. The catalytic activity for NO reduction by NH₃ in the presence of oxygen was at least one order of magnitude higher than that in the absence of oxygen and it was fully reversible with respect to the presence of oxygen in the feed gas stream. Based upon ESR, TPD, TPO and TPSR studies, the redox behavior of copper ions was closely related to the enhancement of NO removal activity by the introduction of oxygen to the feed gases.     

碱金属化合物对V2O5/AC催化剂低温脱硝的影响

研究了碱金属化合物(K₂SO₄)对活性炭(AC)担载五氧化二钒(V₂O₅)组成的V₂O₅/AC催化剂的低温脱硝活性的影响。发现在V₂O₅/AC催化剂表面负载碱金属化合物(K₂SO₄)后其脱硝活性大大降低。用等体积浸渍法制备了V₂O₅/AC催化剂和K_x-V₂/AC(x=0.5,1,2)催化剂。采用5种模型对动力学实验数据进行关联。结果显示,无论V₂O₅/AC催化剂是否负载K₂SO₄,Eley-Rideal模型均比其他模型可更好地描述SCR脱硝反应,碱金属化合物(K₂SO₄)的存在提高了反应活化能,但并不改变反应机理。     

一步法制备高活性NH3-SCR催化剂Cu-SAPO-34：Si含量的影响

NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）可以有效脱除机动车尾气中的氮氧化物（NO_x）,开发在中低温下具有高活性且环境友好的低成本催化剂是该技术的关键。以廉价的商品吗啡啉为模板剂,新型络合物Cu-TEPA兼作Cu源和共模板剂,一步水热合成法制备出Cu-SAPO-34分子筛。发现随着Si含量增加,Cu-SAPO-34的结晶度逐渐降低,酸性位点和孤立Cu²⁺的数量逐渐减少。通过固定床实验系统研究了3种Si含量的Cu-SAPO-34在不同空速下的NH₃-SCR性能。结果表明,在气体体积空速（GHSV=40000~120000 h^-1）下,Cu-SAPO-34均表现出较优异的SCR活性;当SiO₂/Al₂O₃摩尔比为0.2时,具有理想的低温活性（转化率>90%）和较宽的温度窗口（225~425℃）。     

焙烧程序对一步合成Cu-SSZ-13催化剂NH3-SCR性能的影响

焙烧程序影响一步合成法制备Cu-SSZ-13催化剂中Cu物种的种类及分布,是影响催化剂在NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）氮氧化物反应中催化性能的重要因素。为研究焙烧程序对该方法制备Cu-SSZ-13催化剂性能的影响,采用不同的焙烧温度及升温速率制备Cu-SSZ-13催化剂,并考察各催化剂的催化活性、水热稳定性及活性物种形态。结果表明焙烧温度不改变催化剂的晶型结构,但影响催化剂的活性物种形态及稳定性。当焙烧温度为600℃时,催化剂中Cu物种全部为孤立的Cu²⁺,并具有极高的稳定性,催化剂具有最佳的活性及水热稳定性。固定焙烧温度为600℃,随升温速率的提高,催化剂活性及水热稳定性表现出下降趋势,考虑经济成本,最佳的升温速率应为1℃/min。因此,以1℃/min的升温速率升至600℃焙烧6h是一步合成法制备Cu-SSZ-13催化剂的最佳焙烧程序,所得催化剂具备优异的NH₃-SCR活性和水热稳定性。     

稀土精矿负载Fe2O3矿物催化材料的NH3-SCR脱硝性能研究

以白云鄂博富含Ce氧化物的稀土精矿为催化材料的载体,采用硝酸铁溶液浸渍、微波焙烧获得一系列矿物催化材料.采用XRD,SEM,EDS,XPS等手段对催化剂的矿相结构、表面形貌进行表征,并测定了其脱硝活性.结果表明,在0.5mol/L硝酸铁溶液中浸渍的稀土精矿(Catalyst3)结构特征最佳,表面粗糙且多孔,出现了明显且...     

MnO2/NH4NaY 催化剂上的NO低温选择性催化还原（SCR）

研究了NO在新型MnO₂/NH₄NaY催化剂上的低温转化行为，并对MnO₂/NH₄NaY的再生及稳态操作进行了考察。结果表明，以MnO₂/NaY为母体，用硫酸铵溶液离子交换制备的新型MnO₂/NH₄⁺NaY分子筛催化剂具有良好的低温活性，120 ℃时，NO转化率近100％。但催化剂不能在高于150 ℃的反应温度下操作，防止NH₄⁺挥发解吸。离子交换过程中，NH₄⁺的交换度可达40%，在120 ℃、氧体积分数6%、空速3 000h^-1和水体积分数7%和无外加还原剂条件下，MnO₂/NH₄NaY可保证入口浓度为1 000×10^-6的NOx在连续7 h内达到完全转化。在高空速（12 000 h^-1）有稳定氨源下，于MnO₂/NH₄NaY上进行的SCR稳态实验充分证明，存在于MnO₂/NH₄NaY的NH₄⁺对催化反应明显有利。 它可使NH₃与NOx物质的量比从以往的1.2降至1，大大减少由于NH₃泄露而造成的二次污染。     

Redistributing Cu species in Cu-SSZ-13 zeolite as NH3-SCR catalyst via a simple ion-exchange

The nature and distribution of Cu species in Cu-SSZ-13 play a vital role in selective catalytic reduction of NO by NH3 (NH3-SCR),but existing methods for adjusting the Cu distribution are complex and difficult to control.Herein,we report a simple and effective ion-exchange approach to regulate the Cu distribution in the one-pot synthesized Cu-SSZ-13 that possesses sufficient initial Cu species and thus provides a "nat-ural environment" for adjusting Cu distribution precisely.By using this proposed strategy,a series of Cu-SSZ-13x zeolites with different Cu contents and distributions were obtained.It is shown that the dealu-mination of the as-synthesized Cu-SSZ-13 during the ion-exchange generates abundant vacant sites in the double six-membered-rings of the SSZ-13 zeolite for relocating Cu2+ species and thus allows the redistribution of the Cu species.The catalytic results showed that the ion-exchanged Cu-SSZ-13 zeolites exhibit quite different catalytic performance in NH3-SCR reaction but superior to the parent counterpart.The structure-activity relationship analysis indicates that the redistribution of Cu species rather than other factors (e.g.,crystallinity,chemical composition,and porous structure) is responsible for the improved NH3-SCR performance and SO2 and H2O resistance.Our work offers an effective method to pre-cisely adjust the Cu distribution in preparing the industrial SCR catalysts.     

Comparison study of Na poisoning effect on copper-based chabazite micropore catalysts for NH3-SCR reaction

Using wet impregnation method to mimic alkali metal poison of ammonia-selective catalytic reduction (NH₃-SCR) catalysts, Cu-based micropore zeolites Cu/SSZ-13 and Cu/SAPO-34 with different Na contents(mass fraction) were prepared, and the Na poisoning mechanism on them was studied. The results show that the externally introduced Na ions can severely affect the NH₃-SCR catalytic activity of the two catalysts, resulting in the collapse of the crystal structure of the catalyst, the decrease of acidity and the reduction of active species. In detail, when Na content was less than 1.82%, Cu/SAPO-34 has higher resistance of Na ions than Cu/SZZ-13; while when Na> 3.48%, Cu/SAPO-34 catalysts almost deactivated thoroughly. By structural characterization (BET, XRD and SEM) and acidity characterization (DRIFTS, NH₃-TPD and H₂-TPR), it was found that with Na poisoning deeper and deeper, Cu/SSZ-13 took a gradual style of the structural destruction, but Cu/SAPO-34 adopted a sudden way. Studies on the mechanism of Na poisoning show that the decrease of acid sites is the main reason for the decrease of SCR activity of Cu/SSZ-13, and the structural collapse is the main reason for the decrease of SCR activity of Cu/SAPO-34.