【摘 要】
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氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,其所带来的环境污染问题引起世界范围内的广泛关注。低温选择性催化还原(SCR)脱硝技术是控制排放烟气中NOx最有效的方法之一,而催化剂是SCR技术的核心,目前锰基催化剂是低温SCR技术中最有潜力的一类催化剂,但其较差的抗SO2性能限制了在实际中的应用。因此研究锰基催化剂在实际工况条件下的失活路径对于改善其抗SO2中毒性能以及实现在工业上的应用具有十分重要的意
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氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,其所带来的环境污染问题引起世界范围内的广泛关注。低温选择性催化还原(SCR)脱硝技术是控制排放烟气中NOx最有效的方法之一,而催化剂是SCR技术的核心,目前锰基催化剂是低温SCR技术中最有潜力的一类催化剂,但其较差的抗SO2性能限制了在实际中的应用。因此研究锰基催化剂在实际工况条件下的失活路径对于改善其抗SO2中毒性能以及实现在工业上的应用具有十分重要的意义。本文以Cu Mn/Ti O2催化剂为研究对象,对其抗SO2中毒机理进行系统的研究。本文通过沉淀浸渍法制备了一系列不同Mn/Cu摩尔比的Cu(x)Mn(y)/Ti O2催化剂,对其进行多种性能评价,其中Mn/Cu摩尔比为2的催化剂展现出最佳的综合性能,其具有最好的NH3-SCR活性,在180℃时NO脱除率达到100%,并且在此温度下该催化剂具有最好的NO氧化活性,在抗H2O性能评价中当H2O引入360 min后NO脱除率仍能够达到80%以上并保持稳定,移除掉H2O催化剂能够恢复至初始活性,具有最好的抗水抗硫性能。因此筛选Mn/Cu摩尔比为2的催化剂进行抗SO2中毒机理研究。针对目前比较公认的的锰基催化剂失活机理:体相金属硫酸盐/亚硫酸盐的生成或铵盐的生成,分别研究了体相金属硫酸盐/亚硫酸盐和铵盐失活路径发生的可能性,在此基础上进一步研究了在实际工况条件下催化剂的失活路径,结果表明催化剂失活的主要原因为催化剂的氧化能力过强,导致SO2向SO3的转化,进一步与H2O和NH3反应生成NH4HSO4。因此得出提高催化剂抗SO2中毒的方法,即削弱催化剂的氧化能力,抑制SO2向SO3的转化。分别研究了通过掺杂不同含量的F和Fe来调节Cu(1)Mn(2)/Ti O2催化剂的电荷分布,使得催化剂中锰的价态降低来削弱催化剂的氧化能力,提高其抗SO2性能。结果表明,随着F和Fe的掺杂催化剂的氧化能力降低,抗SO2性能得到显著的提高。
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