铈锆钨复合氧化物催化剂

随着全球石油资源日趋短缺,CO2减排压力增大,燃油经济性好和动力性强的柴油车越来越受到重视,全球车用动力“柴油化”趋势已日益明显。但与装有技术相对成熟的三效催化剂的汽油车相比,采用稀薄燃烧(lean burn)技术的柴油车尾气中的NOx和PM成为制约其推广应用的瓶颈。

以NH3或尿素为还原剂在催化剂的作用下选择性还原NOx生成无毒无害的 N2和H2O,即SCR催化还原技术,是去除固定源和移动源NOx最为有效的技术之一。在移动源NOx催化去除过程中,工业化应用的NH3-SCR催化剂通常是含有毒物质钒(V)的 V2O5-WO3/TiO2催化剂。在其使用过程中V会发生脱落进而进入到环境中,进而危害人体健康。因此,发达国家已经淘汰或正在逐步淘汰该催化剂体系在机动车上的应用。虽然我国目前还允许其生产和使用,但随着环境保护要求的提高和技术的进步,含V催化剂必将被淘汰。

铈锆钨复合氧化物催化剂图片

因此,开发新型的无钒SCR催化剂具有非常重要的环保意义。为了解决金属氧化物催化剂体系操作温度窗口窄、低温活性差、N2选择性低、对反应空速敏感等缺点。有学者提出了一种铈锆钨复合氧化物催化剂,该催化剂的催化活性以及抗高温烧结能力明显提高,可用作以柴油车尾气为代表的移动源和以燃煤电厂烟气为代表的固定源NOx催化净化,其合成过程包括如下步骤:

(1)配制铈源、锆源和钨源的混合溶液,所述混合溶液中,铈和锆元素的 摩尔比为0.1~10.0,铈和钨元素的摩尔比为0.1~10.0;

(2)向混合溶液中加入过量尿素作为沉淀剂,使铈、锆和钨离子沉淀完全;

(3)将得到的沉淀产物进行抽滤和洗涤,得到滤饼;

(4)将滤饼烘干、焙烧,得到铈锆钨复合氧化物催化剂。

具体操作为:

将钨酸铵溶于草酸溶液(钨酸铵与草酸的质量比为1:1),并向该溶液中加入硝酸铈和硝酸锆溶液,配制Ce/Zr/W摩尔比为1:0.1:1的溶液并混合均匀,向该溶液中加入过量尿素,并在90℃温度条件下连续搅拌12h,然后进行抽滤和洗涤,将滤饼放入烘箱中于100℃烘干12h,最后经马弗炉于500℃空气中焙烧 5h制得粉末状铈锆钨复合氧化物催化剂。

铈锆钨复合氧化物催化剂的操作温度窗口宽,适用于机动车尾气温度变化幅度大的应用环境,在固定源烟气脱硝方面,有望应用于烟气脱硫除尘之后,以提高SCR催化剂的使用寿命。

 

 

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