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低温(60～180℃)SCR催化剂能适应将SCR装置直接配置于电除尘之后,避免商用V2O5-(WO3)/TiO2催化剂由于高温操作(>350℃)所必需的烟气预热能耗,降低脱硝成本;又能大大减轻烟尘的毒化作用,延长催化剂寿命;而且该技术可与我国现有的省煤器、空气预热器和锅炉组装为一体的锅炉系统匹配。因此研发高活性高抗毒性的低温SCR催化剂在我国具有重要的经济和实际意义,从国内外已有的研究成果看,Mn基催化剂的低温SCR活性较高,具有开发潜力。另一方面,传统SCR脱硝技术中过量还原剂NH3泄露所带来的二次污染问题也备受SCR催化剂研究者的关注。为此,本工作着力于:(1)对本课题组前期工作已研制的低温活性良好的Mn-Ce/TiO2催化剂进行一系列的改性研究,使其满足工业化应用需要;(2)研究和开发出在具有良好低温SCR活性的、同时能离子交换上还原剂NH4+的新型Mn基铵分子筛催化剂,以解决NH3的泄漏所造成的二次污染。对Mn-Ce/TiO2的改性研究主要进行了成型和添加助剂两方面的工作。在成型试验中,用体积百分比为25%的磷酸溶液成型TiO2载体,然后再浸渍活性组分,制得的Mn-Ce/TiO2催化剂在180℃时脱硝效率达90%,而且成型后的催化剂机械强度良好,满足工业应用的需要。添加助剂旨在进一步提高Mn-Ce/TiO2的低温活性及低温抗中毒能力。研究发现,加入Fe、V或Cu氧化物助剂均可增大Mn-Ce/TiO2的低温活性,120℃下Mn-M-Ce/TiO2的催化NOx转化效率就几近100%;助剂V可使其抗硫中毒性能进一步提高,但Fe或Cu的存在反而降低Mn-Ce/TiO2催化剂的抗硫性;助剂Fe可明显提高Mn-Ce/TiO2的抗水中毒能力。经助剂Fe或Cu改性后的Mn-Ce/TiO2的同时抗水、抗硫中毒性能非常良好。当反应气中含300×10-6 SO2和10%水汽,反应温度为180℃时,两种改性催化剂对NOx的催化转化效率都可高达90%,该成果已达到国际领先水平。运用傅立叶红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)和阶跃应答(ST-R)等技术,深入研究了低温下SO2对Mn-Cu-Ce/TiO2活性的影响机理,并首次提出了消除SO2对SCR催化剂影响的可行性措施。研究发现SO2可强吸附在CuO上,并在氧气氛围下催化生成CuSO4,这是导致SO2存在时Mn-Cu-Ce/TiO2低温活性下降的主要原因。实验证明Mn-Cu-Ce/TiO2催化剂上的SCR反应主要遵循Langmair-Hinshelwood机理,低温下SO2存在时可与NO发生竞争吸附,阻抑SCR反应的进行。硫酸化和SO2阶跃应答的实验结果表明,催化剂的预硫酸化和NO预饱和吸附处理能阻止SO2在催化剂上吸附行为的发生,可消除SO2对Mn-Cu-Ce/TiO2催化剂的毒害。同时,在国内首次进行了将还原剂NH3与催化剂结合为一体的Mn基铵型分