4NH3 4NO O2 4N2 6H2O

4NH3 2NO2 O2 3N2 6H2O

NH3-SCR技术的核心在于催化剂。除了贵金属催化剂及分子筛催化剂，科研工作者对金 属氧化物催化剂也进行了大量研究及开发运用[11]，发现含有过渡金属Fe、V、Cr、Cu及Mn的 催化剂均具有一定的SCR反应活性[14]。但在所有的金属氧化物催化剂当中，由日本在70年代 率先开发出的V2O5基催化剂，由于其所具有的种种优势，例如成本相对较低、选择性好、抗 中毒能力强、脱硝效率高、运行稳定性好，已在生产实际中得到了广泛推广与应用。论文网

1。2。3 V2O5-WO3/TiO2催化剂

虽然目前商业运用最为普遍的SCR催化剂为V2O5-WO3/TiO2催化剂[11,15]，但其在高温烟气 脱硝的应用中仍存在以下几个方面的不足：

（1）V2O5-WO3/TiO2催化剂的温度窗口约在300-400 °C。在烟气温度高于350 °C时，使用 V2O5-WO3/TiO2催化剂的SCR反应会生成大量温室气体N2O，并且反应中的NOx转化率会降低、 N2选择性会降低[16]；

（2）V2O5 具有生物毒性，而高温下 V2O5-WO3/TiO2 催化剂中的 V2O5 易挥发，这是其毒 性散逸到环境中的一个重要原因[17]；

[18]

（3）V2O5-WO3/TiO2 催化剂在高温下易将 SO2 氧化为 SO3 ，SO3 会与逃逸的 NH3、烟

气中的水蒸气等发生反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵具有较大粘性，会在受热面沉积，造成下 游管道和设备的堵塞、腐蚀[10]。

正是由于 V2O5-WO3/TiO2   催化剂在高于 350  °C  时 N2   选择性会降低， 因此传统 

V2O5-WO3/TiO2 催化剂不适用于燃煤电厂燃烧褐煤所排放的烟气（烟温高于 350 °C）的氮氧 化物去除问题。

1。2。4 γ-Fe2O3催化剂

基于以上背景，为了解决燃煤电厂燃烧褐煤所排放的 NOx 的问题，十分有必要研发一种 在 350-400 °C 下、具有更优异 SCR 活性和更高 N2 选择性的环境友好型 NH3-SCR 催化剂。

众所周知，铁氧化物（例如 γ-Fe2O3）是一种环境友好型物质，且具有低耗的优点[19]，可 用于制备 NH3-SCR 催化剂。根据已有研究结果（如图 1 所示）[20]，γ-Fe2O3 在 200-350 °C 具 有优异的 SCR 活性（NOx 转化率高于 80%），仅在高于 300 °C 时有少量 N2O 生成且 NH3 转 化率接近 100%。

γ-Fe2O3的SCR反应。

虽然γ-Fe2O3在200-300 °C具有优异的SCR活性及N2选择性，但在高于300 °C时γ-Fe2O3催 化剂的NOx转化率有明显的下降，此时γ-Fe2O3的NH3转化率接近100%，远高于NOx转化率。 这表明超过300 °C后，γ-Fe2O3将部分NH3氧化成了NO。此外，甚至有研究结果表明在500 °C 下γ-Fe2O3的NOx转化率为负值[21]。根据已有研究，在高温下γ-Fe2O3催化剂NOx转化率下降主 要是因为C-O反应（即NH3被氧化生成NO与H2O的反应）与SCR反应（即反应1。1与1。2）发生 竞争 [22]。

1。3 研究意义及主要内容

γ-Fe2O3催化剂具有良好的低温NH3-SCR反应活性，但在高温下其活性有所下降。若能解 决γ-Fe2O3催化剂在高温下活性降低的问题，便有希望将γ-Fe2O3作为一种在350-400 °C下具有 优异SCR活性和高N2选择性的环境友好型NH3-SCR催化剂，用于解决燃煤电厂燃烧褐煤所带 来的NOx污染问题。本文将探究γ-Fe2O3高温SCR反应的机制，研究γ-Fe2O3高温下催化活性降 低的原因，并对γ-Fe2O3进行改性，探究改性γ-Fe2O3的高温SCR反应脱硝的可行性。