论文部分内容阅读
NOx为火电厂排放的主要大气污染物,是造成酸雨和光化学烟雾等污染现象的重要成因。为了控制燃煤造成的NOx污染,目前火电厂主要采取选择性催化还原方法对其进行脱除。在该方法中广泛运用钒系催化剂,这类催化剂存在活性范围小(300-400℃)、容易被烟气中的SO2造成中毒、使用后生成N2O及含钒毒物造成二次环境污染等问题。所以开发一种新型高效环境友好型催化剂广泛受到关注。CeO2是一种廉价、用途广泛的轻稀土氧化物,具有抗硫性强、热稳定性好、化学活性高、储氧和释氧能力强等特点,并可改变催化剂中活性组分在载体上的分散情况,明显提高其催化性能。本文针对铈系催化剂,通过改变煅烧温度、前驱体、制备方法、增加载体等手段,对制得的催化剂进行活性评价及SO2毒化实验。并利用BET、XRD、H2-TPR、NH3-TPD、XPS表征分析,判断催化剂的结构,揭示催化反应机理及抗硫性能,以期为探索高效经济环保的SCR催化剂的研究及其工业化应用提供参考。发生多相催化反应的前提是化学吸附,所以本文采用量子化学计算方法来研究低温SCR催化剂表面化学吸附NO的状态,初步了解吸附在化学反应过程中的作用,揭示实验不能表现的微观过程和脱硝机理。研究表明,催化剂前驱体采用硝酸铈,在温度350℃下煅烧6小时,采用溶胶凝胶法制备的CeO2/Al2O3催化剂,在低温条件下脱硝活性高,抗SO2毒化能力强。同时,Al2O3作为催化剂载体能很好的分散活性组分,吸附位的结合力强,能促使催化剂和NO之间发生电荷转移,并且电荷转移在吸附过程中起重要作用。通过以上研究,探明了此类催化剂上进行的SCR反应及SO2对催化剂的毒化机理,为今后低温SCR催化剂的改进提供进一步的理论依据。