偏钨酸铵制备复合材料用于选择性催化还原NOx

移动源和固定源产生的氮氧化物(NOx)是光化学和烟雾酸雨的主要来源。氨选择性催化还原 (SCR) 是去除 NOx 的最有效方法之一。它广泛用于发电厂和其他工业环境。由于其较高的储氧能力和优异的Ce4+与Ce3+之间转化的氧化还原特性,氧化铈基氧化物在NH3-SCR反应中的应用越来越受到关注。然而,与钒催化剂相比,SO2 耐受性对于应用于固定源的 CeO2 SCR 催化剂来说是一个巨大的挑战,尤其是在低温和中等温度下。

偏钨酸铵图片

引入三氧化钨(WO3)是提高催化剂物理性能的一种方法。因此,WO3 基复合材料已被制备用于选择性催化还原 NOx 的偏钨酸铵。 TiO2、CeO2/TiO2和CeO2-WO3/TiO2催化剂的合成工艺采用一步溶胶-凝胶法制备:

首先将钛酸丁酯(0.1 mol)、无水乙醇(2.9 mol)、去离子水(1.9 mol)、硝酸(0.1 mol)、适量的硝酸铈和偏钨酸铵在室温下连续剧烈搅拌混合,得到透明黄色溶胶。在 80°C 下干燥 24 小时后,溶胶变成干凝胶。将干凝胶粉碎并过筛至60-100目,然后在500℃空气中煅烧5小时。 CeO2由硝酸铈直接分解制备,在80°C下干燥24小时,然后在500°C空气中煅烧5小时。催化剂表示为 CexWyTi,其中 x 和 y 分别代表 CeO2 和 WO3 和 TiO2 的质量百分比。

WO3基催化剂图片

活性测量在固定床石英反应器(内径 = 8 mm)中进行,使用 0.35 g 催化剂,100-250 μm。用于所有催化活性测量的模拟气体包含 1000 ppm NO、1000 ppm NH3、3 vol.% O2、10 vol.% H2O(使用时)、500 ppm SO2(使用时)和 N2 作为平衡气体. NO、NO2、SO2 和 O2 的浓度由气体分析仪(350 Pro,Testo)连续监测。当 SCR 反应在每个温度下达到稳定状态半小时时收集活性数据。发现 N2O 的形成可以忽略不计 (<10 ppm),因此将不再进一步讨论该产品。

总之,WO3基复合材料已经通过偏钨酸铵制备用于选择性催化还原NOx。 WO3的加入可以提高SCR活性并显着提高Ce-Ti氧化物催化剂对H2O和SO2的耐受性。在 275-500 °C 的宽温度范围内,在 GHSV 为 90,000 h-1 的 Ce20W10Ti 催化剂上获得了 90.0-98.5% 的 NO 转化率。

 

 

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