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各种载体系列SCR脱硝催化剂介绍(五)

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由于TiO2具有发达的孔结构和巨大的比表面积,使其成为脱硝催化剂最常用的载体之一。TiO2有比Al2O3更丰富的酸位点,可以更好地吸附碱性还原剂NH3,提高SCR反应的速率;相较于其他载体,iO2表面的硫酸盐更稳定。因此,TiO2负载的MnOx脱硝催化剂在SCR脱硝反应中表现出良好的抗SO2性能,其在低温NH3-SCR脱硝反应中的应用最广。

1)Pana等[20]采用浸渍法制备了20%(质量分数,下同)负载量的的MnOx/TiO2脱硝催化剂,催化性能评价实验表明,在8000h-1的空速下,120℃时脱硝率可达100%。Ettireddy等[21]以TiO2为载体,利用浸渍法制备MnOx/TiO2脱硝催化剂,活性评价结果表明,当Mn含量小于16.7%时,TiO2载体上的Mn金属高度分散,脱硝催化剂的活性随着Mn负载量的变化而变化,175℃条件下,Mn负载量为16.7%时,Mn/TiO2脱硝催化剂表现出来最高的催化活性,NO的转化率为94%。MnOx/TiO2的制备方法会对其脱硝活性产生影响。Jiang等[22]采用浸渍法、溶胶-凝胶法、共沉淀法制备了MnOx/TiO2脱硝催化剂,采用溶胶-凝胶法制备的MnOx/TiO2脱硝催化剂在低温下催化活性最强,有更好的耐SO2能力,在145℃下,脱硝率达90%;Zhang等[23]采用超声浸渍法制备MnO2/TiO2脱硝催化剂,与传统的浸渍法和溶胶-疑胶法相比,该方法制备的脱硝催化剂有更高的SCR催化活性,尤其在低于120℃的低温范围内。脱硝催化剂具有较高的催化活性的原因可能是Mn和Ti之间相互较强的协同作用、比表面积大、羟基浓度高、无定型Mn含量高、大量的Lewis酸位等。

2)与非负载型锰系脱硝催化剂一样,过渡金属的添加可以改善MnOx/TiO2脱硝催化剂的活性金属分散性、与MnOx及TiO2之间形成固溶体,提高脱硝催化剂比表面积催化活性和抗酸性、降低催化反应温度窗口。Qi等[24]研究发现,在MnOx/TiO2脱硝催化剂中添加氧化物可以提高低温SCR反应催化活性和N2选择性,而且能增强其抗H2O和抗SO2的能力;Wu等[25-26]研究发现,Ce的加入能明显提高脱硝催化剂活性,有效提高对SO2的抵抗力,抑制在脱硝催化剂表面形成硫酸盐;金瑞奔[27]在Mn/TiO2脱硝催化剂上进行金属元素掺杂改性,通过催化活性实验表明,掺杂Ce元素可以大幅度提高脱硝催化剂的低温SCR活性(100℃条件下的NO转化率从62%提高到95%左右),Ce的添加能够增强脱硝催化剂的储氧能力和表面酸性位,从而促进NH3在脱硝催化剂表面的吸附和活化。Thirupathi等[28]研究发现,Ni的添加可提高表面MnO2相的形成,抑制表面Mn2O3位的形成,且可提高MnOx/TiO2脱硝催化剂低温SCR反应催化活性



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