低温NH3-SCR催化剂脱硝工业侧线实验

采用浸渍法制备了低温NH₃-SCR催化剂,并在某硝酸车间进行了超过1 000 h的低温SCR脱硝工业侧线实验,结果表明,在压力0.2 MPa、烟气入口温度230 ℃和空速 5 000 h^-1条件下,脱硝率大于95%,出口NOx浓度低于100×10^-6,催化剂具有良好的活性稳定性。采用BET、SEM和XRD等对催化剂进行表征,结果表明,催化剂实验前后物性和晶相结构没有显著差别。     

低温NH3-SCR脱硝催化剂抗水抗硫策略及研究进展

综述了国内外在选择合适的载体和制备方法、元素掺杂改性以及调节催化剂结构和形貌等改善低温脱硝催化剂抗水、抗硫性方面的研究成果,探讨了几种典型低温SCR催化剂提高耐水、耐硫性的方法,为今后优化和开发具有耐水和耐硫性能的低温NH₃-SCR催化剂提供参考。     

低温NH3-SCR锰基催化剂的研究进展

低温NH₃-SCR消除NO_x是一种很有潜力的电厂烟气脱硝技术。该技术的核心为低温NH₃-SCR催化荆,当今研究开发低于200℃的低温NH₃-SCR催化剂仍是一大挑战,其中锰基催化剂由于良好的低温脱硝活性成为研究重点,本文就近年来国内外低温NH₃-SCR锰基催化剂的研究进展进行了综述。     

Cu/CHA NH3-SCR催化剂硫中毒及再生研究进展

柴油车NO_x排放成为我国空气治理的核心之一。铜基菱沸石型小孔分子筛催化剂（Cu/CHA）因其低温高活性、高N₂选择性、宽温度窗口和优异的水热稳定性已成为新一代柴油车脱硝催化剂首选。然而Cu/CHA催化剂在使用过程中易受硫氧化物影响,使其低温NO_x性能大幅下降限制其高效利用。针对以上问题,在综述了Cu/CHA催化剂NH₃-SCR反应活性中心及微观反应机理研究现状的基础上,总结了Cu/CHA催化剂NH₃-SCR反应的硫中毒进展,重点阐述了硫氧化物影响下,Cu/CHA催化剂活性中心、骨架及活性变化间的内在规律;同时归纳了Cu/CHA硫中毒后相关再生方法及其研究进展,能够为Cu/CHA催化剂进一步高效利用提供可靠依据及研究方向。     

不同元素掺杂锰基催化剂的NH3-SCR反应性能研究

为了研究催化剂的酸碱性和氧化还原能力对纯锰氧化物催化剂的NH₃-SCR(选择性催化还原)反应性能影响,选取碱土金属Sr、过渡金属Ce、Fe和非金属Si对纯锰氧化物催化剂进行改性,所有催化剂均采用共沉淀法制取。通过XRD、N₂-BET、NH₃-TPD、XPS和H₂-TPR表征手段对催化剂进行分析。XRD结果表明,实验采用的制备方法制备的锰基催化剂主要物相为Mn₂O₃和Mn₅O₈;N₂-BET结果显示,Ce、Fe、Si₃种元素能有效增加纯锰氧化物的比表面积;NH₃-TPD和XPS结果证明,Ce、Fe、Si的引入使得纯锰氧化物的表面吸附氧(OⅡ)、Mn⁴⁺含量提高,Ce和Si的掺杂增加了催化剂的总酸量,Fe则有效调控了酸性位的分布;H₂-TPR结果表明,除Ce外其余元素均使纯锰氧化物催化剂的氧化还原能力有所减弱...     

碳基材料脱硝催化剂的研究进展

综述了近几年碳基材料在氨气选择性还原（NH₃-SCR）技术上取得的相关研究成果,列举了以活性炭、活性炭纤维、碳纳米管、石墨烯为脱硝载体的负载型催化剂的研究现状,分析了烟气中的水和二氧化硫对SCR催化剂活性的影响,对碳基材料催化剂今后的发展方向做出展望。     

微波辅助双模板剂体系快速合成纳米SSZ-13分子筛及NH3-SCR脱硝性能研究

采用硅溶胶为硅源、偏铝酸钠为铝源、四甲基氢氧化铵(TMAOH)和N,N,N-三甲基金刚烷氢氧化铵(TMAdaOH)为混合模板剂,通过微波加热方式在8 h内快速合成结晶度良好的纳米SSZ-13分子筛。结合XRD和SEM理化性质表征,考察了微波辅助晶化时间、晶化温度、初始凝胶中TMAdaOH用量、硅源和铝源类型等因素对合成SSZ-13分子筛的影响,进一步通过离子交换的方式负载铜离子制备Cu-SSZ-13催化剂。结果表明,在中低温(175～350℃)区域NO_x转化率达99%,NH₃-SCR脱硝性能满足中低温脱硝催化剂的要求。     

Co-Mn二维纳米片催化剂低温NH3-SCR脱硝研究

利用水热法合成了Co-Mn-LDH催化剂,并对其进行煅烧改性制备出Co-Mn-LDO催化剂,应用于低温NH₃-SCR脱硝。结果表明,Co-Mn-LDH催化剂整体脱硝性能一般,最佳脱硝效率仅为45%,经过改性后Co-Mn-LDO催化剂的最佳脱硝性能显著提升,在250℃时脱硝效率达90%。表征结果表明,Co-Mn-LDO催化剂拥有更大的比表面积,更多的Co³⁺、Mn⁴⁺物种和表面吸附氧,因此具有更加优异的脱硝性能。     

锰基NH_3-SCR低温脱硝催化剂研究进展

锰基催化剂在低温氨选择性催化还原(NH3-SCR)脱硝反应中表现出良好的催化活性。讨论H_2O和SO_2对锰基催化剂活性的影响,综述通过制备方法改性、添加助剂和优化载体改善锰基催化剂抗H_2O和抗SO_2性能的研究进展,并对锰基低温SCR催化剂的研究方向进行展望。     

抗SO2和H2O中毒的低温NH3-SCR脱硝催化剂研究进展

低温NH3-SCR技术能在较低温度下实现NOx高效转化为N2,具有较好的经济效益,应用前景广阔。若反应气体中含有H2O和SO2时,会导致低温NH3-SCR催化剂中毒失活,限制了低温NH3-SCR技术的应用。本文对低温NH3-SCR催化剂H2O和SO2中毒机理进行了阐述,重点关注以V、Mn、Ce、Fe 4种过渡金属和以贵金属为活性组分的低温NH3-SCR催化剂的研究进展,分析了元素掺杂、载体性质、制备方法和反应机理等方面与催化剂抗SO2和H2O中毒性能的关系。针对当前存在的问题,指出了今后的研究重点是深入分析催化剂中毒时硫酸盐类的生成过程,并提出相应的控制对策。     

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...     

氧化铈基NH3-SCR脱硝催化剂研究进展

氨气选择性催化还原技术（NH₃-SCR）是脱硝技术中的主要技术。综述了氧化铈基催化剂在NH₃-SCR反应中的研究进展,分析了不同载体、制备方法以及金属离子的掺杂改性等因素对催化剂活性和抗硫性的影响;对氧化铈基催化剂上NO、NH₃的活化机理以及反应机理进行了详细阐述。总结并展望了氧化铈基脱硝催化剂在NH₃-SCR反应中的发展方向。     

LaMnO3/生物炭催化剂低温NH3-SCR催化脱硝性能研究

以La-Mn钙钛矿氧化物为活性组分,生物炭为载体,利用浸渍法制备负载型脱硝催化剂LMO/BCNA。利用固定床反应装置考察了催化剂的催化活性以及耐硫耐水性能,100～250℃范围内,NO转化率>80%,N₂选择性>90%,225℃时NO转化率最高,为95.8%,对应的N₂选择性为95.4%。与氧化物相比,负载型催化剂的催化活性大幅提升,同时也扩宽了工作温度区间;生物炭载体的引入,减弱了催化剂对H₂O、SO₂的吸附,增强了耐硫耐水性能。应用稳态动力学方法构建催化反应动力学模型,在实验条件范围且O₂含量为5%时,催化NH₃-SCR反应过程中NO、O₂、NH₃的反应级数分别为0.66、0、0,并得到LMO/BCNA催化的反应活化能为25.52 k J/mol,低于商用钒钨钛催化剂的化学反应活化能(40～94 k J/mol)。     

Cu改性对稀土尾矿催化剂NH3-SCR脱硝的影响

近年来,天然矿物由于储量大、活性组分丰富、价格低廉、绿色环保等优点成为脱硝催化剂研究的热点。本文以稀土尾矿为研究对象,利用浸渍-水热法对稀土尾矿进行Cu改性,通过XRD、SEM-EDS、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD、BET等表征探究Cu改性对稀土尾矿催化剂性能的影响。结果表明,Cu改性后,稀土尾矿催化剂的脱硝性能有大幅提升,且活性反应温度窗口拓宽至200～350℃。随着Cu改性量的增加,催化剂的脱硝效率先升高后降低,改性量为2.5%(质量分数)时,性能提升效果最明显。Cu改性提高了稀土尾矿催化剂的比表面积,Cu元素主要以CuO形式存在于催化剂表面,且与Fe₂O₃存在相互作用,催化剂中Cu²⁺、Fe²⁺和Fe³⁺的结合能发生明显的偏移,诱导Fe离子周围电子云密度降低,且质量分数2.5%Cu-稀土尾矿催化剂中两者相互作用最强烈,提升了催化剂的氧化还原能力和酸活性中心,CuO的还原温度对脱硝活性的影响大于氧化能力的影响,Fe     

非贵金属改性钒钛基催化剂NH3-SCR脱硝协同控制VOCs

在钒钛基催化剂上分别负载四种非贵金属(Ce、Cu、Mn、Fe),研究改性催化剂对中低温选择性催化还原(SCR)脱硝协同挥发性有机物(VOCs)催化氧化的性能。对四种负载金属(Ce、Cu、Mn、Fe)分别进行SCR脱硝和VOCs催化氧化,发现Ce改性的催化剂在低温段具有良好的SCR脱硝活性和VOCs催化氧化性能,被认为具有良好的协同催化潜力。之后对Ce掺杂改性催化剂进行协同评价研究,发现在275～300℃的温度区间内,3V-5Ce/Ti催化剂的NO转化率和VOCs转化率可达到100%。并分别比较了SCR反应协同VOC与未协同VOC时N₂的选择性和CO₂的选择性,发现在低温段时甲苯的引入会显著降低N₂选择性,而随着温度升高,N₂O副产物的产生,N₂的选择性恢复到未引入甲苯时。同时发现协同反应时CO2的选择性有明显下降。对3V-5Ce/Ti催化剂的SEM、XRD、XPS、NH3-TPD表征说明Ce的引入不会破坏载体形貌,可以为催化剂提高更多表面氧空位,从而提高催化剂的氧化还原性能,并...     

工业窑炉烟气氧含量对钒钛系催化剂NH3-SCR脱硝反应的影响

目前,工业窑炉主要采用钒钛系SCR催化剂对烟气中氮氧化物（NO _x ）进行控制,然而工业窑炉部分工序烟气O₂含量高,且高O₂含量对SCR反应过程的机理影响尚不明确。因此,实验研究了烟气中不同O₂含量下钒钛催化剂的脱硝活性,并采用多种表征方法系统分析了O₂含量对催化剂物理化学结构的影响;同时结合原位红外技术,进一步揭示了不同O₂含量下钒钛催化剂SCR脱硝反应机理。研究表明：在150~400℃的反应温度下,较高O₂含量可一定程度提高催化剂的低温脱硝效率,钒负载量增加可使催化剂脱硝活性温度窗口扩展且向低温区移动;催化剂在不同O₂含量条件下经过NH₃-SCR脱硝反应后,其物理结构变化不明显,反应过程中较高的O₂含量可促进催化剂表面酸循环和氧化还原循环,加速SCR脱硝反应;较高O₂含量使得SCR反应过程活性中间体 NH₃（L）和\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}（B）消耗加快,促进桥型硝酸盐物种的形成,从而提高其SCR脱硝活性。     

工业窑炉烟气氧含量对钒钛系催化剂NH3-SCR脱硝反应的影响

目前,工业窑炉主要采用钒钛系SCR催化剂对烟气中氮氧化物（NO _x ）进行控制,然而工业窑炉部分工序烟气O₂含量高,且高O₂含量对SCR反应过程的机理影响尚不明确。因此,实验研究了烟气中不同O₂含量下钒钛催化剂的脱硝活性,并采用多种表征方法系统分析了O₂含量对催化剂物理化学结构的影响;同时结合原位红外技术,进一步揭示了不同O₂含量下钒钛催化剂SCR脱硝反应机理。研究表明：在150~400℃的反应温度下,较高O₂含量可一定程度提高催化剂的低温脱硝效率,钒负载量增加可使催化剂脱硝活性温度窗口扩展且向低温区移动;催化剂在不同O₂含量条件下经过NH₃-SCR脱硝反应后,其物理结构变化不明显,反应过程中较高的O₂含量可促进催化剂表面酸循环和氧化还原循环,加速SCR脱硝反应;较高O₂含量使得SCR反应过程活性中间体 NH₃（L）和\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}（B）消耗加快,促进桥型硝酸盐物种的形成,从而提高其SCR脱硝活性。     

磁性铁基氧化物SCR脱硝催化剂的改性研究

为获得脱硝性能良好的铁基催化剂,采用微波辅助柠檬酸溶胶凝胶法一步制备新型磁性铁基SCR脱硝催化剂,考察铈钨助剂对其SCR脱硝性能的优化,并研究了煅烧温度和柠檬酸添加量对催化剂脱硝性能的影响。结果表明:微波辅助柠檬酸溶胶凝胶法可快速得到新型磁性铁铈钨复合氧化物催化剂;铈掺杂可提高催化剂SCR脱硝性能,当铈掺杂摩尔比由0.05增至0.20,催化剂脱硝效率先增大后减小;钨掺杂也可提高催化剂SCR脱硝性能,随着钨掺杂摩尔比由0.025增至0.10,催化剂脱硝效率先升高后降低;合适的铈、钨掺杂摩尔比为n(Fe)∶n(Ce)∶n(W)=0.85∶0.10∶0.05。当煅烧温度由400℃升至600℃或柠檬酸/金属阳离子摩尔比由0.25增至0.10时,Fe_(0.85)Ce_(0.10)W_(0.05)Oz催化剂脱硝效率均先增大后减小,合适的煅烧温度与柠檬酸/金属阳离子摩尔比分别为500℃和0.50。     

Cu/SSZ-13催化剂脱硝活性中心与催化性能构效关系的研究

NH₃选择性催化还原NO_x（NH₃-SCR）是目前最有应用前景的柴油车尾气净化技术,该技术的核心是开发具备优异催化性能的催化剂。以具有菱沸石（chabazite,CHA）结构的小孔分子筛SSZ-13为载体制备的Cu/SSZ-13催化剂,因具有优异的催化性能和水热稳定性能而受到广泛关注。制备了系列Cu_x/SSZ-13催化剂,并通过CO原位漫反射红外光谱（DRIFT）和H₂-TPR等方法能够确定具有高催化活性的铜离子在SSZ-13分子筛上的落位和存在状态。CO红外吸附实验发现,采用Cu(NO₃)₂水溶液离子交换法制备的Cu/SSZ-13催化剂上存在多种落位的Cu⁺活性中心。在较低的Cu⁺交换度条件下,Cu⁺优先落位于SSZ-13分子筛的八元环位置,随着交换度的提高,Cu⁺开始落位于SSZ-13分子筛双六元环的位置。H₂-TPR结果表明Cu_x/SSZ-13催化剂上也存在大量落位在八元环位置不稳定的Cu²⁺,这些Cu²⁺很容易被还原为Cu⁺。Cu_x/SSZ-13催化剂经800℃水蒸气连续老化16 h,分子筛骨架崩塌程度随着Cu含量的增加而提高,骨架铝的脱除,导致Cu物种发生团聚,而第二金属Ce元素的引入能够在一定程度上提高Cu/SSZ-13的水热稳定性。催化剂构效关系研究表明,具有一定量稳定存在的Cu⁺,并且拥有大量不稳定存在Cu²⁺的催化剂具有较宽温度范围的脱硝性能。