TiO2载体在SCR脱硝催化剂中应用的研究进展

脱硝催化剂的开发利用是选择性催化还原(Selective catalytical reduction,SCR)脱硝技术的核心.载体对SCR脱硝催化剂性能影响很大,锐钛矿型TiO2载体因其优异的性能而成为应用研究的热点.本文主要阐述SCR脱硝催化剂载体的研究进展;重点论述TiO2载体粒径、比表面积对脱硝催化剂性能及其对焙烧制度、负载量等制备条件的影响;简述TiO2载体孔结构、形貌对催化脱硝性能的影响.最后,展望了利用TiO2载体制备低温高效SCR脱硝催化剂的前景.     

不同载体Mn-Ce催化剂的制备及其脱硝性能

以TiO_2、SiO_2及Al_2O_3为载体,采用分步共混法制备了三种均质整体式Mn-Ce负载型催化剂,探究了不同载体对催化剂脱硝活性、N2选择性及机械强度的影响。结果表明,以TiO_2和SiO_2为载体的催化剂80℃的脱硝率接近90%,而以Al2O3为载体的催化剂仅达46%。催化剂的表征发现这与Mn-Ce/TiO2和Mn-Ce/SiO2催化剂的比表面积和表面酸量较Mn-Ce/Al2O3更大、更多有关。而三种催化剂的N2选择性在80~200℃之间均接近100%,然而Mn-Ce/SiO2催化剂200℃以上N2选择性比其余两种催化剂差。三种催化剂的机械强度为Mn-Ce/TiO2Mn-Ce/SiO2Mn-Ce/Al2O3,其微观形貌显示这与催化剂体相结构的密实状况有关,各催化剂的活性组分氧化物均以无定形态存在。     

活性组分掺杂对低温锰基催化剂脱硝性能的影响

利用Ce和锰盐复配对单组分锰盐活性组分进行掺杂改性,并采用分步共混法制备一系列催化剂。催化剂活性测试显示锰盐复配及Ce的掺杂均能提高锰基催化剂低温活性,且锰盐复配形式的掺杂对催化剂低温活性提高更多。通过对比各催化剂强度状况发现活性组分的掺杂使催化剂的机械强度得到很大提高,而BET结果显示掺杂改性后的锰基催化剂其表面织构得到较大改善。催化剂的XRD结果表明500℃焙烧的锰基催化剂活性组分均以无定形态存在。通过对改性后的催化剂进行NH3-TPD和H2-TPR分析,发现相比于Ce对单组分锰盐的掺杂改性,锰盐复配形式的掺杂改性对催化剂表面酸量和氧化还原性能的提高更加显著。