催化剂的作用下,烟气中的 NOx 被选择性的催化还原为 N2 和 H2O 等清洁气体以及少量的 N2O
气体, 从而减少烟气中 NOx 含量[8]。反应方程式主要包括:
4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2 O (标准 SCR 反应)
4NH3 + 2NO2 + O2 3N2 + 6H2 O
4NH3 + 2NO + 2NO2 4N2 + 6H2 O (快速 SCR 反应)
虽然我国 NH3-SCR 技术起步较晚,但由于其生成的大部分产物无毒无害,这项技术将会 是我国尾气脱氮的主要技术。
1。2。2 NH3-SCR 催化剂
催化剂是 NH3-SCR 技术的核心部分,尤其是 WO3 或 MoO3 掺杂的钒基催化剂,被广泛 用于固定源 NOx 的除去[9]。这种类型的催化剂也是应用于柴油车尾气脱氮的第一代 NH3-SCR 催化剂[10]。由于钒基催化剂制备费用低,抗 SO2 中毒性能好,在我国柴油品质不高的条件下 被广泛使用。然而,其在柴油车尾气净化领域的实际应用存在着多种问题,例如,催化剂中 的活性物种钒脱落到环境中会具有生物毒性,同时还有操作窗口温度窄、高温时会生成大量 N2O 等的问题[11]。传统的催化剂已经不能满足越来越严苛的尾气排放标准以及环境保护的要 求[12]。因此,研发新型的环境友好型的高效稳定催化剂是近年来研究的热点。目前被认为是 可能的替代品的催化剂有金属氧化物催化剂和分子筛催化剂,其中金属氧化物催化剂包括 Fe 基、Ce 基、Mn 基和 Cu 基等,分子筛催化剂包括 Fe 基和 Cu 基[13]。
1。3 Ce 基氧化物催化剂
稀土金属氧化物由于其特殊的电子层结构和镧系收缩等特征,具有改善催化活性中心的 结构、可以调节催化剂的表面酸性、增强结构稳定性、提高催化剂的储/释氧能力等优点[14,15]。 二氧化铈(CeO2)作为稀土中最为重要的材料,其在控制汽油发动机排放的三效催化剂(TWC) 中的关键作用被广泛的研究[16]。同时,二氧化铈可以在氧化和还原条件下通过 Ce4+和 Ce3+的 之间的转化分别存储和释放氧气,具有储氧和氧化还原的特性,所以其在低温 NH3-SCR 反应 中得到了广泛的应用[17]。
我国稀土资源较为丰富,但稀土的应用和研究并不完善。实现稀土资源的有效利用可以 带动一些传统工业的进一步发展,同时也能有效的改善催化剂的能效,既能提高催化效率又 体现节能环保的理念,符合我国可持续发展的基本国策。近年来,Ce 基催化剂成为 NH3-SCR 的应用的研究热点,这对于有效的利用稀土资源,改善大气污染问题具有重要意义。
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1。4 选题目的、意义及主要研究内容
近年来我国工业化步伐不断加快,大气污染问题日益显现,其中酸雨问题尤为突出。酸 雨不仅造成生态环境的破坏而且也会直接损害到人体的呼吸系统和中枢神经系统。一直以来 国家致力于脱硫方面的控制,SO2 的减排和控制已经达到了初步的成效,但目前我国 NOx 的 过量排放造成了硫酸性酸雨向硝酸性酸雨的转变。在 NOx 排放总量中,柴油车排放的 NOx 占 排放总量的 67%,并且柴油车的数量以每年 15%的速度增长。考虑到我国柴油的低品质问题、 传统的 SCR 催化剂 V2O5-WO3/TiO2 的毒性等缺点以及越来越严格的排放标准,研发环境友好 型的、高效的、低成本催化剂成为科研工作者研究的的热点。文献综述
本论文通过制备具有最优活性的 Mn-Ce 催化剂和 Ce-Ti 催化剂,将两种催化剂组成复合 床,来获得具有更宽温度窗口和更优催化活性的复合床催化剂,并通过对催化剂的表征,探 究复合床催化剂具有优异活性的原因。 中低温复合床层催化剂用于氨选择性催化还原氮氧化物(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_83473.html