低温SCR催化剂技术国内外研究现状(2)

2.2 以TiO2 为载体的金属氧化物催化剂
由于TiO2的比表面积比Al2O3的比表面积小，所以活性组分在TiO2表面上的分散度不够好。以TiO2为载体在其上负载过渡金属氧化物的催化剂脱硝性能不如在Al2O3上负载同样的过渡金属氧化物的催化剂的脱硝性能好。但以TiO2为载体的催化剂的抗硫性能高，故在含硫烟气中TiO2负载型催化剂具有较长的寿命[18]。
因为TiO2具有很强的抗中毒的能力，并且很多研究指出，如Fe、V、Co、Cr、Ni、Cu和Mn等过渡金属在低温下的SCR反应具有较好的活性。所以如今已TiO2为载体在其上负载氧化物的研究受到人们的关注[19]。Donovan A.等人[20]对负载在TiO2的过渡金属催化剂进行了研究，研究发现催化剂的活性组分的活性顺序为：Mn>Cu>Cr>Co> Fe>V≫Ni。同样有文献[21]指出Mn/TiO2催化剂在较低温度下（120℃）转化率可达到100%。吴[22]等人在Mn/TiO2的基础上负载助催化剂，制成MnO-A/TiO2催化剂，A分别为MoO3 、WO3、Cr2O3 、Fe2O3，研究低温脱硝活性和N2选择性。结果表明，这些催化剂的低温脱硝活性的排序为：Mn—W/TiO2 > Mn—Fe/TiO2 > Mn—Cr/TiO2 > Mn-Mo/TiO2；N2选择性顺序为：Mn—Fe/TiO2 > Mn—W/TiO2 > Mn—Mo/TiO2 > Mn—Cr/TiO2。
2.3 非负载型金属氧化物催化剂
很多文献指出，以锰元素为活性组分的催化剂在有氨气的条件下的低温段的SCR反应中具有良好的脱硝效果。Kapteijn[23]使用TPD的方法研究以MnO2 、Mn5O8, Mn2O3, Mn3O4 和 MnO为活性组分的各催化剂SCR反应过程与产生N2选择性之间的关系。实验研究结果表明,在这些催化剂中，Mn3O4催化剂对于N2的选择性最高。此后， Qi[24]等制备了一系类MnOX- CeO2，并在氨气存在的富氧条件下检测催化剂对于NO的选择性催化还原效果。实验结果表明，在空速42000 h-1的条件下，温度只有150℃时该系类催化剂对NO的最高转化率可达到95%。结果显示当Mn/( Mn+ Ce)的摩尔比为0.4时催化剂的脱硝活性最高。并且在低温反应区，几乎不生成N2O。
3 分子筛催化剂
分子筛催化剂领域的研究主要集中在沸石分子筛的研究上。常见的沸石分子筛种类主要有丝光沸石分子筛和ZSM系列的分子筛。现在主要将过渡金属负载在分子筛催化剂上来探究其催化活性[8]。研究表明，沸石分子筛催化剂有诸多优点：如脱硝性能好、活性窗口大等，但其抗硫能力较弱。因此提高分子筛催化剂的抗硫能力是现阶段的研究重点[19]。
Richter等[25]制备蛋壳形式的MnOX/ NaY催化剂，并且以氨气为还原剂，在有水的情况下，空速为30000-50000 h-1且温度低于470 K的条件下测试该催化剂对NO的转化能力。实验结果显示，在此条件下，NO的转化率大于80%。研究发现当制备催化剂的煅烧温度为775 K时，该催化剂具有良好的蛋壳结构，MnOX在载体沸石上的分散度较高；但当煅烧温度升高时，催化剂的结构被破坏，脱硝性能也有所下降。伍斌等[26]研究不同条件对于MnO2/NaY催化剂对于NO的低温SCR反应机理。研究显示：该催化剂具有良好的低温脱硝活性且烟气的组成对催化剂的脱硝活性具有较大的影响。结果表明，在烟气中有水蒸气存在的条件下，同时NO和NO2的比例相同时，该催化剂的脱硝性能最好。这显示了MnO2/NaY催化剂较强的耐水抑制的能力。
4 羰基催化剂
由于比表面积大，化学稳定性好，吸附力强以及其良好的热传导性，碳系材料通常被用作催化剂载体。在各种碳基材料的研究中，很多都以碳为载体在其上负载活性组分。多篇文献已经指出该类催化剂在低温段的SCR反应中具有良好的活性和选择性 [8]。
4.1 以活性碳纤文载体的催化剂
由于ACF(活性碳纤文)具有孔隙结果丰富，导热性、低温性能、成型性能良好等优点，常常被用作催化剂的载体[8]。Yoshikawa等[27]将过渡金属(Co2O3、 Fe2O3、 Mn2O3)分别负载在活性碳纤文( ACF)上，并在323-423 K的温度区间内探究其对于NOX的SCR反应。结果显示，负载Mn2O3的催化剂显示出优越的脱硝性能。并且包括粒状碳纤文在内的活性碳纤文载体在负载上述三种金属时显示出了良好的负载性能。Pasel 等人[28]在活性炭上负载过渡金属(Fe2O3、CuO 、Cr2O3)并在100 ℃至500 ℃之间的无氧条件下测试这些催化剂选择性脱硝性能。实验发现在无氧条件下，随着金属负载量的提高，催化剂的脱硝活性也随之提高。Shirahama 等人[29]使用尿素浸泡的活性碳纤文来和空气中的NO2反应，直到活性碳纤文上的尿素反应完为止，空气中的NO2几乎全部转化为N2。低温SCR催化剂技术国内外研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_40310.html