低溫SCR脫硝催化劑的分類解析
2023/2/8 9:31:07??????點擊：
低溫SCR脫硝催化劑的分類解析，分析常見的低溫脫硝催化劑！
1.1 Mn基低溫SCR 脫硝催化劑
由于錳的價態分布較廣，不同價態的錳之間能相互轉化產生氧化還原性，促進NH3選擇性還原NO 從而促進SCR 反應的進行。Kapteijn 等對單組分的MnOx做了深入的研究，制備了不同價態的純MnOx，研究了不同價態的Mn 的催化活性的差異。結果表明，在低溫環境中，選用NH3作為還原劑進行SCR 反應，得到結論MnO2 >Mn5O8 >Mn2O3 >Mn3O4>MnO，證明MnOx中Mn 元素的價態對催化劑活性有很大影響。
單組分的Mn 基催化劑雖然反應溫度低，催化效率高，但是由于在低溫條件下對N2的選擇性差，對SO2和H2O 的抵抗性能較差，容易在煙氣中失活。為了解決單組分Mn 基催化劑的缺點，近年來研究人員將其他金屬元素摻雜到單組分Mn 基催化劑中，形成復合Mn 基催化劑。陳志航等采用檸檬酸法制備了一系列鉻錳復合氧化物催化劑，考察了鉻錳摩爾比對反應活性的影響。實驗結果表明，當鉻錳摩爾比為0. 4 ∶ 1 時，在空速30 000 h-1 和120℃ 條件下，NOx轉化率達98. 5%，N2選擇性達100%。
( 1) 以TiO2為載體
由于TiO2表面具有豐富的Lewis 酸性位點，低溫下NH3易在催化劑上吸附與活性的特性，TiO2常被用作低溫SCR 催化劑載體。陳煥章等采用共沉淀法制備了Mn-Co-Fe /TiO2低溫SCR 脫硝催化劑，考察了錳前驅體種類、負載量、活性組分分配比、焙燒溫度等對催化劑低溫脫硝性能的影響。實驗結果表明，以硝酸錳為錳的前驅體，負載量( 質量分數) 為20%，Mn、Co、Fe 的摩爾比為4 ∶1 ∶0. 7，焙燒溫度為500℃ 的條件下，NO 的轉化率達97%以上。Zhang 等采用溶劑熱合成法制備了摻雜Sn 的三元混合Ce -Sn -Ti 催化劑。與未改性的催化劑相比，Sn 摻雜的催化劑顯示出較好的低溫活性，能較好地耐受H2O 或SO2。Sn 的加入可以顯著改善和優化金屬氧化物的結構，同時證實了Ce 與Sn 的協同作用明顯增加晶體缺陷、氧空位、酸位以及比表面積。
( 2) 以Al2O3為載體
郭靜等采用凝膠溶膠法制備大比表面積的Al2O3載體，等體積浸漬法配制負載MnOx和CeO2組分的CeO2-MnOx催化劑。實驗結果表明，活性組分的負載量和焙燒溫度對催化劑性能有很大影響。4% CeO2-7% MnOx /Al2O3催化劑顯示了最大催化活性。王曉波等制備了一系列Fe-Mn /Al2O3低溫SCR 脫硝催化劑，考察了不同Fe、Mn 負載量制備的催化劑的脫硝性能。實驗結果表明，當Fe、Mn 負載量均為質量分數8%時的Fe-Mn /Al2O3催化劑在150℃時脫硝效率達99%。
1.2 炭基低溫SCR脫硝催化劑
活性炭和活性炭纖維具有發達的孔結構、高比表面積，因而具有良好的吸附性能，常作為低溫SCR反應的催化劑載體。甘玲等采用浸漬法制備了一系列以活性炭為載體、Fe 摻雜的Mn-Ce /AC 低溫SCR 脫硝催化劑，研究了Fe 的摻雜量、焙燒溫度對催化劑低溫脫硝活性的影響。實驗結果表明，Fe、Mn 的摩爾比為0. 1 ∶1、400℃焙燒時，催化劑比表面積大，活性組分的分散程度較高，催化劑的低溫脫硝性能最優。陳九玉等以活性炭( AC) 為載體，鐵、鈷為活性組分，采用等體積浸漬法制備Fe2O3 /AC催化劑和Co-Fe2O3 /AC 催化劑。實驗結果表明，鐵的負載量為質量分數10%時，催化劑對NO 的轉化效率較高; 由于鐵的存在，鈷添加后能夠均勻分散在催化劑表面，提供了更多的催化活性位點。Co、Fe的質量比為0. 7 時，催化劑表現出最佳的脫硝效果。
1.3 分子篩低溫SCR脫硝催化劑
分子篩是具有可以被很多大的離子和水分占據孔道骨架結構的鋁硅酸鹽，結構統一，能將不同大小分子分離或選擇性反應的固體吸附劑或催化劑。目前SCR 脫硝催化劑的研究熱點之一是過渡金屬負載或者離子交換的微孔分子篩催化劑，該催化劑一般以Cu 或者Fe 為活性組分。Cu 基分子篩催化劑具有良好的低溫催化能力; Fe 基分子篩催化劑能在高溫下保持較高的NOx轉化率; 過渡金屬氧化物CeO2因良好的氧化還原能力和強烈的金屬間相互作用，在催化劑上的應用前景也相當廣闊
1.1 Mn基低溫SCR 脫硝催化劑
由于錳的價態分布較廣，不同價態的錳之間能相互轉化產生氧化還原性，促進NH3選擇性還原NO 從而促進SCR 反應的進行。Kapteijn 等對單組分的MnOx做了深入的研究，制備了不同價態的純MnOx，研究了不同價態的Mn 的催化活性的差異。結果表明，在低溫環境中，選用NH3作為還原劑進行SCR 反應，得到結論MnO2 >Mn5O8 >Mn2O3 >Mn3O4>MnO，證明MnOx中Mn 元素的價態對催化劑活性有很大影響。
單組分的Mn 基催化劑雖然反應溫度低，催化效率高，但是由于在低溫條件下對N2的選擇性差，對SO2和H2O 的抵抗性能較差，容易在煙氣中失活。為了解決單組分Mn 基催化劑的缺點，近年來研究人員將其他金屬元素摻雜到單組分Mn 基催化劑中，形成復合Mn 基催化劑。陳志航等采用檸檬酸法制備了一系列鉻錳復合氧化物催化劑，考察了鉻錳摩爾比對反應活性的影響。實驗結果表明，當鉻錳摩爾比為0. 4 ∶ 1 時，在空速30 000 h-1 和120℃ 條件下，NOx轉化率達98. 5%，N2選擇性達100%。
( 1) 以TiO2為載體
由于TiO2表面具有豐富的Lewis 酸性位點，低溫下NH3易在催化劑上吸附與活性的特性，TiO2常被用作低溫SCR 催化劑載體。陳煥章等采用共沉淀法制備了Mn-Co-Fe /TiO2低溫SCR 脫硝催化劑，考察了錳前驅體種類、負載量、活性組分分配比、焙燒溫度等對催化劑低溫脫硝性能的影響。實驗結果表明，以硝酸錳為錳的前驅體，負載量( 質量分數) 為20%，Mn、Co、Fe 的摩爾比為4 ∶1 ∶0. 7，焙燒溫度為500℃ 的條件下，NO 的轉化率達97%以上。Zhang 等采用溶劑熱合成法制備了摻雜Sn 的三元混合Ce -Sn -Ti 催化劑。與未改性的催化劑相比，Sn 摻雜的催化劑顯示出較好的低溫活性，能較好地耐受H2O 或SO2。Sn 的加入可以顯著改善和優化金屬氧化物的結構，同時證實了Ce 與Sn 的協同作用明顯增加晶體缺陷、氧空位、酸位以及比表面積。
( 2) 以Al2O3為載體
郭靜等采用凝膠溶膠法制備大比表面積的Al2O3載體，等體積浸漬法配制負載MnOx和CeO2組分的CeO2-MnOx催化劑。實驗結果表明，活性組分的負載量和焙燒溫度對催化劑性能有很大影響。4% CeO2-7% MnOx /Al2O3催化劑顯示了最大催化活性。王曉波等制備了一系列Fe-Mn /Al2O3低溫SCR 脫硝催化劑，考察了不同Fe、Mn 負載量制備的催化劑的脫硝性能。實驗結果表明，當Fe、Mn 負載量均為質量分數8%時的Fe-Mn /Al2O3催化劑在150℃時脫硝效率達99%。
1.2 炭基低溫SCR脫硝催化劑
活性炭和活性炭纖維具有發達的孔結構、高比表面積，因而具有良好的吸附性能，常作為低溫SCR反應的催化劑載體。甘玲等采用浸漬法制備了一系列以活性炭為載體、Fe 摻雜的Mn-Ce /AC 低溫SCR 脫硝催化劑，研究了Fe 的摻雜量、焙燒溫度對催化劑低溫脫硝活性的影響。實驗結果表明，Fe、Mn 的摩爾比為0. 1 ∶1、400℃焙燒時，催化劑比表面積大，活性組分的分散程度較高，催化劑的低溫脫硝性能最優。陳九玉等以活性炭( AC) 為載體，鐵、鈷為活性組分，采用等體積浸漬法制備Fe2O3 /AC催化劑和Co-Fe2O3 /AC 催化劑。實驗結果表明，鐵的負載量為質量分數10%時，催化劑對NO 的轉化效率較高; 由于鐵的存在，鈷添加后能夠均勻分散在催化劑表面，提供了更多的催化活性位點。Co、Fe的質量比為0. 7 時，催化劑表現出最佳的脫硝效果。
1.3 分子篩低溫SCR脫硝催化劑
分子篩是具有可以被很多大的離子和水分占據孔道骨架結構的鋁硅酸鹽，結構統一，能將不同大小分子分離或選擇性反應的固體吸附劑或催化劑。目前SCR 脫硝催化劑的研究熱點之一是過渡金屬負載或者離子交換的微孔分子篩催化劑，該催化劑一般以Cu 或者Fe 為活性組分。Cu 基分子篩催化劑具有良好的低溫催化能力; Fe 基分子篩催化劑能在高溫下保持較高的NOx轉化率; 過渡金屬氧化物CeO2因良好的氧化還原能力和強烈的金屬間相互作用，在催化劑上的應用前景也相當廣闊
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