介孔铈钨铝复合氧化物载体脱硝催化剂

燃煤电厂等排放的氮氧化物(NOx)是公认的三种主要大气污染物之一,会造成酸雨、臭氧层破坏、温室效应等环境问题,会严重危害地球生态环境及人类健康。

目前最为普及的烟气脱硝技术是以NH3为还原剂的选择性催化还原(SCR) 技术,利用NH3将NOx还原为无害的N2和H2O。SCR脱硝技术的核心是高活性及高稳定性的催化剂。目前主要应用广泛的是金属氧化物催化剂,主要是以TiO2为载体,负载V2O5-WO3,也就是我们常说的钛钒钨催化剂。

介孔铈钨铝复合氧化物载体脱硝催化剂图片

有学者认为,上述催化剂在工业应用中存在一些问题,如低温活性差催化温度窗口窄、活性组分钒有剧毒。因此,开发具有低温活性高、催化温度窗口宽、环境友好的新型SCR脱硝催化剂是很有必要的。

由于脱硝催化剂的主体由催化剂载体构成,占催化剂总质量的绝大部分,其性能直接关系到氮氧化物的脱除率。因此,脱硝催化剂载体的性能显得尤为重要。为克服现有钛载体的不足,科学家正研究一种基于介孔铈钨铝复合氧化物载体的脱硝催化剂,它可以使较多的活性组分暴露在催化剂表面,从而提高催化剂的脱硝活性并拓宽催化活性温度窗口。这种载体的合成过程包括:

称取1.0g P123溶于30mL无水乙醇中;再分别称取0.8g柠檬酸、3.8g硝酸铝、0.2g硝酸铈及0.2g磷钨酸加入上述溶液中,蒙上PE膜,剧烈搅拌6h,然后将样品放入烘箱,于50℃ 下老化3天,而后在马弗炉中500℃下焙烧4h,即得到介孔铈钨铝复合氧化物载体。

按照等体积浸渍法,称取0.14g硝酸锰溶于去离子水,将0.57g介孔铈钨铝复合氧化物载体加入到上述硝酸锰溶液中,在50℃下水浴搅拌10h;而后将样品放入烘箱,于70℃下干燥10h,最后在马弗炉中400℃下焙烧3h(程序升温速度为0.5℃/min),即得到介孔铈钨铝复合氧化物载体脱硝催化剂。

催化剂评价:将制得的催化剂研磨筛分,取40~60目颗粒,放入固定床管式反应器中,反应器内径为12mm,程序升温至所需反应温度进行催化活性测试。模拟烟气由N2,O2,NO 和NH3组成,其中NO 500 ppm,NH3 500 ppm,O2浓度为3 %,平衡气为N2。将模拟烟气通入反应器中,控制空速为30000 h-1,在200~300℃条件下测得NO的转化率稳定在70 %以上。

 

 

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