WO3掺杂TiO2-ZrO2催化剂的制备及脱硝与中毒机理研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panweilu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
NH3-SCR(NH3选择性催化还原)技术自上世纪80年代末从日本引进中国后,一直被认为是一种有效的烟气脱硝方法。然而对于催化剂脱硝机理的普适性,SO2和H20中毒的微观过程依然缺乏系统的研究。本文以TiO2-ZrO2为载体,WO3为助剂,V2O5为活性组分,利用BET、XRD、HRTEM、原位漫反射红外等表征手段,结合脱硝性能测试,研究WO3掺杂对V2O5/TiO2-ZrO2催化剂的表面特性、微观结构及脱硝活性的改性作用;同时,针对优选出的脱硝性能较好的催化剂进行脱硝机理和SO2、H2O中毒机理的研究,主要成果如下:以TiO2-ZrO2为载体,利用浸渍法分别负载WO3及V2O5,制备TiO2-ZrO2和(1%)V2O5-(x%)WO3/TiO2-ZrO2催化剂,催化剂的表征及脱硝性能测试显示:WO3的负载增强了Lewis酸的强度和孔隙结构的稳定性,当WO3的负载量为9%时,催化剂的脱硝效率最高,这是因为此负载量下催化剂的孔隙结构最稳定,表面-NH2活性物种最多,NH3的吸附量最大。利用原位漫反射傅立叶变换红外光谱仪,针对优选的脱硝性能较好的(1%)V2O5-(9%)WO3/TiO2-ZrO2催化剂,并与市售商业V2O5-WO3/TiO2催化剂进行脱硝机理的对比研究。结果显示:在NH3-SCR过程中,300℃条件下,NO和NO2在催化剂表面的吸附极弱(NO被氧化为NO2),且NO只能以NO2的形式吸附于催化剂表面,NH3(强吸附)和NO(极弱吸附)的吸附强度对比决定了催化剂的脱硝过程只能遵循ElEY-Ridel机理,O2在脱硝过程中起到了氧化NO及参与H20形成的作用。NH3-TPR及H2-TPR的对比结果显示:两种催化剂在300-40℃C之间只有H2的还原峰并没有NH3的还原峰,即脱硝过程中NH3并未被还原,而是以配位化合物的形式吸附于催化剂的表面,NH3的活化在于配体与中心原子电负性的不同,以上结论对于(1%)V2O5-(9%)WO3/TiO2-ZrO2及市售商业催化剂都是普适的。两种催化剂脱硝过程的不同点在于:商业催化剂除了具有Lewis酸中心以外还具有Br(?)nsted酸中心,这导致了脱硝反应路径的不同:对于(1%)V2O5-(9%)WO3/TiO2-ZrO2只存在着[NH2-NO-L酸位]反应路径,而商业催化剂同时存在着[NH4+-NO-B酸位]和[NH2-NO-L酸位]两种反应路径。两种催化剂的脱硝过程遵循的是同一反应机理下的不同反应路径。设计多种中毒反应工况的脱硝性能测试,并结合原位漫反射红外实验,研究了(1%)V2O5-(9%)WO3/TiO2-ZrO2催化剂对单一SO2和H2O以及H2O+SO2中毒机理。结果表明: (1)WO3的负载有助于抑制SO2和SO3的吸附。 (2)混合气中加入SO2时,NH3和SO2都可吸附在催化剂的表面,同NH3一样,SO2也具有一对孤对电子,也可以作为Lewis碱,无论SO2和NH3哪种气体先吸附在催化剂表面,另外一种气体都会和预先吸附在催化剂表面的气体产生竞争吸附,且两者的竞争吸附能力不相上下,但SO2和NO不存在竞争吸附。 (3)混合气中加入H2O时,气相中的NH3会优先和催化剂表面的H2O结合在一起,NH3→NH4+→NH3这种转化延缓了NH3的活化时间,导致了催化剂脱硝效率的降低。 (4)混合气中同时加入SO2和H20时,催化剂表面检测到NH4HSO4的生成(而烟气只有中SO2无H20时,则无NH4HSO4的生成),外加H20的存在对于NH4HSO4的形成至关重要。(5)催化剂的SO2、H2O、H2O+SO2中毒是一个缓慢的过程,短时间内催化剂的孔隙及晶相结构不会发生变化。
其他文献
目的研究沐舒坦静脉滴注和静脉待续泵入对急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者综合救治的影响。方法选择ARDS 患者63例,随机分成对照组(A 组20例)和观察组(B 组21例;C 组22例)。3组
目的:客观评价泛福舒(细菌溶解产物)预防儿童入园后反复呼吸道感染的疗效和安全性.方法:收治符合条件的400例儿童,随机分成两组,每组200例.研究组在入园前半年左右开始服用泛福舒
【正】 近来,笔者在学习中国科技史时感到,日本有为数不少的“中国学”家在治中国科技史时,每每采用讲读式研究班的形式,坚持数年,乃至十几年,成绩卓著,斐声学坛,为国际科技
通过对胜利炼油厂VRDS装置卸出催化剂的分析发现,VRDS装置一反、二反顶部催化剂运转后的主要沉积物是炭和铁、钙、镍、钒等金属化合物,铁主要沉积在一反脱金属催化剂上,钙在
在旅游市场激烈竞争的大环境下,中小旅行社的作用逐渐削弱。鉴于此,中小旅行社可以通过结成企业联盟、进行产品提升、加强市场渗透、发展网络营销等手段,破解竞争难题,求得生存
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
从一般的情形出发,将均匀气流场中的风速分解成水平风均风速、竖向平均风速、水平脉动风速、竖向脉动风速四个部分,系统地讨论了其确定方法、基本性质及其引起的气流速压和速压
【法国核学会《核通讯》1996年1月31日报道】 法国核设施安全局1月16日批准核材料总公司(Gogema)在皮埃尔拉特的第一个后处理铀工业再循环链环车间——TU5车间投入运营,该车间
目的:建立辣椒风湿膏中辣椒素的含量测定方法.方法:选用C18柱,稀磷酸(PH=3.1~3.5)溶液-乙腈(50:50)为流动相,检测波长207nm.结果:此方法线性关系良好,平均加样回收率为98.1%,R