以TiO_2为载体的烟气脱硝催化剂研究进展
中国专利优秀奖 基于硫酸根促进的tio2载体的scr烟气脱硝催化剂及制备方法
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TiO_2的基本性质对SCR脱硝催化剂制造的影响
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2012年第31卷第4期·948·化工进展TiO2的基本性质对SCR脱硝催化剂制造的影响李云涛1，杜云贵2，黄锐3（1中电投远达环保工程有限公司，重庆401122；2重庆大学资源与环境学院，重庆 400044；3重庆远达催化剂制造公司，重庆 401336）摘要：针对广泛应用的蜂窝型SCR催化剂的制造过程，分析了主要原材料TiO2的基本性质，如颗粒大小、粒度分布、形状、团聚程度、化学组成和纯度等，以及这些基本性质对催化剂制造过程中混合、挤出、干燥和煅烧等工序的影响。
研究结果表明，精细程度非常高的脱硝催化剂制造过程对TiO2的要求是：粒度分布范围较窄或单一，颗粒为球形或等轴形状，在混合工序所要求的pH值条件下团聚程度低以及TiO2的化学组成和纯度指标高。
关键词：选择性催化还原；催化剂制造；TiO2；脱硝中图分类号：TQ 534.9；X 701.7；TQ 110.7文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2012）04–0948–04 Effect of TiO2 properties of the manufacture of SCR deNO x catalystLI Yuntao1，DU Yungui2，HUANG Rui3（1CPI Yuanda Environmental-Protection Engineering Co. Ltd.，Chongqing 401122，China；2 College of Resources and Environmental Science，Chongqing University，Chongqing 400044，China；3 Chongqing Yuanda Catalyst Manufacturing Co. Ltd.，Chongqing 401336，China）Abstract：Aiming at the fabrication process of widely used honeycomb SCR catalyst，the properties of TiO2 has been analyzed，including particle size，size distribution，shape，degree of agglomeration，chemical composition and purity，and their influence on manufacture procedure of mixing，extrusion，drying and calcinations. The fine fabrication of SCR catalyst is facilitated by the narrow or monodisperse size distribution of TiO2，spherical or equiaxial shape TiO2 particles，low agglomeration degree of TiO2 particles at the required pH in mixing procedure. High standard is also required on the chemical composition and purity of TiO2.Key words：selective catalytic reduction（SCR）；catalyst fabrication；TiO2；deNO x氮氧化物（NO x）主要来自石化燃料燃烧，它不仅是酸雨形成的主要原因，而且可与碳氢化物反应，形成光化学烟雾，目前已成为仅次于可吸入颗粒物和二氧化硫的重要大气污染物。
烟气脱硝催化剂制备中 TiO 载体对催化性能的影响
2 实验
2.1 实验试剂和仪器 工业级 TiO2，钨酸铵（H40N10O41W12） ，偏钒酸铵（NH4VO3） ：国药集团化学试剂有限公司；纳米级 TiO2：杭州万景新材料有限公司；草酸（C2H2O4· 2H2O） ：上海美兴化工股份有限公司；去离子水； 分析天平： AB204-S （瑞士梅特勒-托利多） ； 磁力搅拌器： HJ-5 （金坛市医疗仪器厂） ； 马弗炉： SK2-6-10 （杭州蓝天化验仪器厂） ；电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9070A（杭州蓝天化验仪器厂） ；数显恒温水浴锅： HH-2（常州国华电器有限公司） ；粉末压片机：769YP-15A（天津科器高新技术公司） ；质量流量控制器： D07 （北京七星华创有限公司） ； 质量流量显示仪： D08-4D （北京七星华创有限公司） ； 烟气分析仪： KM9106 （英国 KANE 公司） ； 孔隙分析仪： Coulter Omnisorp100CX （美国 Beckmann Coulter 公司） ； 多晶衍射仪： RIGAKU D/MAX 2550/PC（日本理学电机株式会社）透射电子显微镜：JEM-1230（日本 JEOL 公司） ；多 用吸附仪：TP-5000 III（天津市先权科技开发有限公司） ；X 射线光电子能谱仪：ESCALAB Mark II（英 国 VG 公司） 。
2.2 催化剂的制备 TiO2 粉体在 105℃的鼓风干燥箱中干燥 1 小时，冷却后，粉碎筛分至粒径小于 0.1mm。称取适量的草 酸和准确重量的钨酸铵于 120mL 的圆底玻璃蒸发皿中， 加入刚好浸没 TiO2 的去离子水中， 置于 60℃的恒 温水浴锅中用磁力搅拌器搅拌，待全部溶解后，将称好的 TiO2 与上述溶液混合，搅拌 4 小时，至糊状。 然后将样品置于 105℃的鼓风干燥箱中， 干燥 12 小时， 烘干后将样品研磨成粉末并转移至马弗炉中， 450℃ 下焙烧 5 小时，冷却备用。 称取摩尔比相当于偏钒酸铵 2.5 倍的草酸并溶于适量去离子水中，水量刚好 浸没上述步骤制备的粉末，置于 60℃的恒温水浴锅中，用磁力搅拌器搅拌至草酸完全溶解，将准确称量 的偏钒酸铵分批加入到草酸溶液中，每次加入少量，避免因剧烈反应产生的大量气泡导致溶液溅出，待偏 钒酸铵与草酸完全反应生成蓝色草酸氧钒后，加入上一步骤中制备好的粉末，搅拌 4 小时。将样品放在 105℃的鼓风干燥箱中干燥 12 小时。烘干后，将样品粉碎并转移至马弗炉中，450℃下煅烧 6 小时，冷却 后，研磨粉碎。对制备好的催化剂进行压片，使用 40~60 目标准检验筛进行筛分，筛分好的催化剂装瓶 备用。 为表述方便，纳米级 TiO2 称为载体 A，工业级 TiO2 称为载体 B，以纳米 TiO2 为载体制备的催化剂 称为催化剂 A(Ⅰ)，以工业级 TiO2 为载体制备的催化剂称为催化剂 B(Ⅰ)。 2.3 催化剂活性评价
TiO_2对香烟烟气中PAHs的光催化降解
有机 物 质 和 气 体 的分 解 ， 空气 中 的 甲醛 、 等 各 种 有机 物 、 氧化 将 苯 氮 合物 、 硫氧 化 物 以及 氨 等 氧化 ， 原成 为 无 害 物 质 还 ． 献 ［２１ ］ 文 １—３ 研究 了 ＴＯ ｉ 对 甲醛 、 、 化 氢 的光 催 化 降解 ， 明 ＴＯ 对 这 些 物质 氨 硫 表 ｉ： 有 良好 的降解 效果 ， 但对 ＴＯ ｉ 对多 环芳烃 光催 化 降解 的研究 不多 ． 本实 验研 究 ＴＯ ｉ：对 香 烟 烟 气 中 多 环 芳 烃 的 光 催 化 降 解 ， 讨 探 ＴＯ 对低 环 、 ｉ： 高环多 环芳 烃在 不 同紫 外 辐射 条 件 下 的催 化 降解 作 用 ，
０ 引言
Ｉ ｔｏ ｕ ｔ ｎ ｎｒｄ ｃｉ ｏ
用仪 ， 烟 气 中的 多环 芳 烃 进 行 分 析 ， 对 结 果 表 明 ＴＯ ｉ ，和 光 对 多环 芳 烃 光 降 解 效 果 随环数 变化有 不 同 的变化 趋 势 ，ｉ ， ＴＯ 的 量 是 决 定 低 环 多环 芳 烃 降 解 效 率 的 主 要 因素 ； 外 辐 射 强 度 是 决 定 高 环 多 环 紫 芳烃降解效 果 的主 要 因素． 弱 紫外 辐 在 射 条 件 下 ， ｉ２的 量 由 ３ ｇ增 加 到 ６ ｇ ＴＯ 时 ， 环 多环 芳 烃 降 解 效 率 提 高 ３ ． ％ ； 低 ８７ 在 固定 ＴＯ ｉ 为 ３ｇ时 ， 外 辐 射 强 度 增 紫 强 １倍 使 高 环 多 环 芳 烃 降 解 效 率 提 高 ８ ． ％ ； 强紫外辐射 条件 下， ｉ，的使 ７２ 在 ＴＯ 用会 降低 低 环 多环 芳 烃 的 光 催 化 降 解 效 率 ，ｉ ２ 别 为 ３ｇ和 ６ｇ时 ， 环 多 环 ＴＯ 分 低 芳 烃 降 解 效 率 分 别 下 降 ７ ． ％ 和 ６９ ７ ． ％ ； ３ｇＴＯ ２４ 在 ｉ：条件 下 ， 并 ［ ］ 苯 ａ 芘 的 催 化 降解 效 果 最 好 ， 率提 高 ８ ． ％ ． 效 ３５ 关 键 词 ＴＯ ； 烟 烟 气 ； ｉ，香 多环 芳 烃 （ ＡＨ ） Ｐ ｓ；
TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究
TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究摘要：近年来，由于工业活动和汽车尾气的排放，大气中的氮氧化物（NOx）浓度急剧增加，给人们的健康和环境造成了严重威胁。
因此，寻找高效、环境友好的NOx去除方法具有重要意义。
其中，光催化技术由于其高效、低成本和无二次污染等特点而备受关注。
TiO2作为一种重要的光催化材料，其光催化性能可以通过改性来进一步提升。
本文综述了TiO2的几种常见改性方法，并重点介绍了改性后的TiO2在光催化去除NOx中的应用和相应的机理研究。
关键词：TiO2，改性，光催化，NOx，机理1. 引言大气中NOx的来源主要包括工业排放、汽车尾气和燃料燃烧等。
NOx对人体健康和环境造成了严重威胁，如导致呼吸系统病变、光化学烟雾和酸雨的发生等。
传统的NOx去除方法包括吸收、氧化和催化还原等，但存在着成本较高、操作复杂和生成二次污染物等问题。
相比之下，光催化去除NOx技术具有高效、低成本和无二次污染等特点，因此备受关注。
2. TiO2的常见改性方法TiO2的改性可以通过不同的方法进行，如掺杂、复合和表面修饰等。
其中，掺杂是指通过将其他金属或非金属元素掺入TiO2晶格中来改变其物理和化学性质。
复合则是将其他纳米材料与TiO2进行混合，形成复合光催化材料。
表面修饰是指通过在TiO2表面引入功能性物质，如金属氧化物、有机染料和聚合物等。
这些改性方法可以提高TiO2的光吸收能力、光生电子-空穴对的分离效率和光催化活性，进而提高其去除NOx的效率。
3. TiO2改性在光催化去除NOx中的应用通过改性，TiO2的光催化性能可以得到明显提升，进而应用于光催化去除NOx反应中。
以掺杂为例，金属离子（如N、Fe、Ag等）的掺杂可以改变TiO2的能带结构，增强其光吸收能力，并提高光生电子-空穴对的分离效率。
复合材料（如TiO2/SiO2、TiO2/ZnO等）的制备能够形成异质结构，提高光生电子-空穴对的利用效率，并增强光催化活性。
TiO2催化剂的制备及其脱硝行为的研究的开题报告
板式V2O5/TiO2催化剂的制备及其脱硝行为的研究
的开题报告
一、研究背景
氮氧化物是大气污染中的重要组成部分，其中NOx的排放对于空气质量的影响非常大。
而半导体光催化氧化和SCR技术是当前较为有效的NOx治理方式之一，其中，催化剂是关键的一环。
V2O5/TiO2催化剂具
有优异的催化性能，广泛应用于一氧化氮和氨的选择性催化还原反应中。
因此，对于板式V2O5/TiO2催化剂的制备及其脱硝行为进行研究，将有
助于提高催化剂的催化活性和稳定性，进一步推动V2O5/TiO2催化剂在
污染治理方面的应用。
二、研究内容
本研究将从以下方面展开：
1.板式V2O5/TiO2催化剂的制备：选择适宜的前驱体，通过溶胶-凝胶法或浸渍法制备板式V2O5/TiO2催化剂，并分析其物理、化学性质。
2.脱硝性能测试：采用高温热重分析法和反应器测试法，研究
V2O5/TiO2催化剂的脱硝性能，分析影响脱硝性能的因素，如温度、反
应气氛、空速等。
3.脱硝机理研究：通过红外光谱、电子顺磁共振等技术，研究
V2O5/TiO2催化剂脱硝反应的机理，探究NOx和NH3在催化剂表面的吸附、反应和转化过程。
三、研究意义
本研究旨在深入了解板式V2O5/TiO2催化剂的制备和脱硝行为，为其在大气污染治理方面的应用提供理论和实验依据，有助于提高脱硝催
化剂的催化性能，降低大气污染的程度。
此外，本研究所采用的制备方
法和研究方法也具有一定的推广价值，可为其他催化剂的制备及性能研究提供参考。
基于tio2载体的锰铈系低温scr脱硝催化剂研究进展
基于TiO 2载体的锰铈系低温SCR 脱硝催化剂研究进展刘兴誉，张 鹏，贾媛媛，唐中华，刘光利，巫树锋（中国石油石油化工研究院 兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060）［摘要］ 开发低温、高活性、高抗硫抗水性能的选择性催化还原（SCR ）脱硝催化剂已成为国内外的研究热点。
综述了基于TiO 2载体的锰铈系低温脱硝催化剂的脱硝性能，探讨了助剂掺杂改性、制备方法、反应条件等对催化剂脱硝性能的影响，总结了现有低温脱硝催化剂的技术难点，指出SCR 催化剂的研究需要着重考虑以下几方面：深入研究催化剂的反应机理和中毒机理；研究催化剂的循环再生；探究拓宽催化剂温度窗口，使其适应不同的温度条件。
［关键词］ SCR ；低温；脱硝；锰；铈；TiO 2 ［中图分类号］ TQ032.4 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1006-1878（2020）01-0026-06 ［DOI ］ 10.3969/j.issn.1006-1878.2020.01.005Research progresses of TiO 2 supported manganese -ceriumcatalyst forlow -temperature SCR denitrationLIU Xingyu ，ZHANG Peng ，JIA Yuanyuan ，TANG Zhonghua ，LIU Guangli ，WU Shufeng（Lanzhou Petrochemical Research Center ，Petrochemical Research Institute of PetroChina ，Lanzhou 730060，China ）Abstract ：It has become the research focus in borne and abroad to develop the selective catalytic reduction （SCR ）denitration catalysts with high activity ，excellent sulfur and water resistance under low temperature conditions. The capabilitiesof TiO 2 supported Mn -Ce catalystsfor low -temperature denitrationare reviewed.The effects of doping modification ，preparation method and reaction conditions on denitration capabilities of thecatalysts are discussed. The technical difficulties of the existing low -temperature denitration catalystsare summarized. It is pointed out that the following research aspects of SCR catalysts should to be focused ：further study on the catalytic reaction mechanism and poisoning mechanism ；study on the recycling ofcatalyst ；explore to broaden the catalyst temperature window to adapt it to different temperature conditions.Key words ：SCR ；low temperature ；denitration ；Mn ；Ce ；TiO 2［收稿日期］ 2019 - 05 - 05；［修订日期］ 2019 - 08 - 08。
SCR脱硝催化剂的研究进展
SCR脱硝催化剂的研究进展摘要：选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction， SCR）法是目前可以找到的脱硝效率最高、最为成熟的技术，因其脱硝效率高、无二次污染而被广泛使用。
其中SCR催化剂是该技术的核心所在，该文主要介绍了SCR反应机理以及目前主流的SCR催化剂。
氮氧化物（NOx）主要来自化石燃料的燃烧，根据氮和氧结合形态的不同，可分为多种形式的化合物，主要包括NO、NO2、N2O、N2O4和N2O5，其中排放量最多、对大气环境危害最大的是NO和NO2，烟气中90%以上的NOx是NO。
目前，选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）技术广泛应用于传统工业。
SCR反应系统中存在两个难点问题：催化剂失效以及NH3过量逃逸，因此，将来讨论的重点是探究更好的催化剂。
1 SCR法原理SCR法的首次提出是在20世纪50年月，20世纪70年月投入工业应用。
目前其脱硝效率可达90%以上，该方法是采纳NH3作为还原剂，通过喷氨格栅进入烟道与烟气混合，进行氧化还原反应生成N2和H2O。
通过使用合适的催化剂，反应温度可以降低到400℃以下，脱硝效率可高达90%以上。
SCR法是目前工程上广泛使用的、可以用于固定源NOx治理的技术。
其中反应（1）反应是标准SCR主反应，90%以上的NOx是NO气体；（2）反应是快速SCR反应，由于该反应较为快速，NO、NO2同时参加反应；（3）反应是NO2-SCR反应。
在无催化剂存在的条件下，SCR 反应温度范围都特别狭窄（980 ℃左右），选择SCR催化剂能够降低反应活化能，降低反应温度，应用于实际电厂工况即290 ℃～430 ℃范围内。
2 SCR脱硝催化剂种类研发具有优良性能的催化剂是SCR脱硝技术的核心，因為催化剂的成本很高。
目前市面上可见的SCR催化剂有成百上千种，包括低温、超低温、中温等。
大体上可将这些催化剂分为以下4类：金属氧化物催化剂、碳基催化剂、贵金属催化剂和分子筛催化剂。
基于材料科学的新型烟气脱硝技术研究
基于材料科学的新型烟气脱硝技术研究引言烟气脱硝技术是工业领域中对大气污染控制的重要手段之一。
随着环保意识的不断提高，人们对烟气脱硝技术的要求也越来越高。
在材料科学的推动下，新型的烟气脱硝技术得到了不断发展和改进。
本文通过对一些材料科学在烟气脱硝技术中的应用，探讨了新型烟气脱硝技术的研究进展。
一、催化剂的应用催化剂在烟气脱硝技术中起着至关重要的作用。
传统的催化剂主要是金属氧化物，如V2O5/TiO2和WO3/TiO2等。
然而，这些催化剂存在催化活性低、稳定性差等问题。
材料科学为烟气脱硝领域带来了新的希望，诸如金属有机骨架材料(MOFs)、纳米材料和多孔材料等催化剂的新型材料被广泛研究和应用。
二、MOFs在烟气脱硝中的应用MOFs是一类由金属离子和有机配体构成的多孔晶体材料。
由于其独特的多孔结构和高度可调性，MOFs被广泛应用于催化剂领域。
在烟气脱硝技术中，MOFs 作为载体材料具有较高的比表面积和丰富的活性位点，能够提高催化剂的活性和选择性。
同时，MOFs还可以通过改变金属离子和有机配体的组合来调控催化剂的性能，从而进一步提高烟气脱硝效果。
三、纳米材料在烟气脱硝中的应用纳米材料由于其具有的独特尺寸效应和表面效应，在烟气脱硝技术中也得到了广泛研究。
纳米材料具有较大的比表面积和较高的反应活性，可以提高催化剂的活性和选择性。
同时，纳米材料还可以通过调整纳米颗粒的形状、尺寸和表面修饰来改变催化剂的催化性能，实现更好的脱硝效果。
四、多孔材料在烟气脱硝中的应用多孔材料具有多孔结构、大比表面积和良好的化学稳定性，能够提供丰富的活性位点和通道，对烟气脱硝技术具有重要意义。
常见的多孔材料包括介孔材料、微孔材料和中空微球等。
这些多孔材料可以作为载体，用于负载催化剂，并提供更多的反应表面，提高催化剂的使用效率和脱硝效果。
结论基于材料科学的新型烟气脱硝技术为大气污染控制带来了新的发展机遇。
催化剂、MOFs、纳米材料和多孔材料等新型材料在烟气脱硝中的应用得到了广泛研究。
TiO_2光催化剂失活机理研究进展
收稿:2004年3月,收修改稿:2004年6月*国家自然科学基金资助项目(No.20377050),安徽省高等学校青年教师项目(2004jq138)**通讯联系人 e mail:ahfxtyc@TiO 2光催化剂失活机理研究进展*唐玉朝1,2**胡 春2王怡中2张海平1黄显怀1(1.安徽建筑工业学院环境工程系 合肥230022; 2.中国科学院生态环境研究中心 北京100085)摘 要 评述了TiO 2多相光催化剂在处理环境污染物领域的催化剂失活研究进展,主要探讨了气固多相光催化反应过程影响催化剂活性的因素,液固多相光催化反应的催化剂失活的几种途径,以及解决催化剂失活问题的办法,最后对该领域的研究提出建议。
关键词 TiO 2 光催化 失活中图分类号:O643 36 文献标识码:A 文章编号:1005 281X(2005)02 0225 08Progress in Deactivation of Titanium Oxide PhotocatalystTang Yuchao1,2**Hu Chun 2 Wang Yizhong 2 Zhang Haiping 1 Huang Xianhuai1(1.Department of Environmental Engineering,Anhui Institute of Architecture and Industry,Hefei 230022,China;2.Research Center for Eco Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100085,C hina)Abstract Titanium oxide photocatalysis is a potential technology for environmental purification,but catalysts deactivation occurred during photocatalytic reac tion.In this paper,recent advances of deactivation for the titanium oxide photocatalyst in environmental pollution control processes ha ve been sum marized.The mechanisms of deactivation in gas solid and liquid solid reaction are discussed in detail.The effects of water on photoactivity for titanium oxide gas solid reaction are presented.Adsorption of some non degraded compounds on surface of TiO 2and structures of special surface of TiO 2altered by some intermediates are the most reasons for deactivation processes.Electrons and holes or the hydroxyl radical captured will give the lo wer apparent photoac tivity of the reaction.Factors which have different effects on deactivation process are discussed also.Key words titanium oxide;photocatalysis;deactivation一、引 言以光催化技术处理环境污染物是近年来研究的热点。
TiO2光催化氧化脱硫脱硝研究
利 用 ＴＯ 进 行 废 气 净 化 的 光 催 化 反 应 属 于 异 相 光 催 化 ，多 发 生 可 使 ＴＯ 比表 面 积 大 大 增 大 ， 高 利 用 率 和光 照 率 ； ） 些 载 体 的 材 ｉ ｉ 提 （一 ｂ 在 催 化 剂 表 面 。因 此 ，ｉ 化 剂 的 表 面 性 质 对 光 催 化 反 应 有很 大 影 料 可 与 ＴＯ 相 互 作 用 ， 利 于 ｅ＿ｌ ＴＯ 催 ｉ 有 －｝的分 离 并 增 加 对 反 应 物 的 吸 附 ， ＋ 提 响， 化剂表面存在的晶格缺陷对光催化反应是必不可少的。 催 以波 长 ＜ 高 ＴＯ 的 光 解 活 性 ；ｃ ｉ （）便 于 对 催 化 剂 表 面 进 行 修 饰 并 形 成 各 种 形 状
ｒ ５ １１
脱 硝 装 置 的 联 合 法 ， 如选 择 性 催 化 还 原 ｆＣ １或 选 择 性 非 催 化 还 原 ＳＲ ４ Ｔｉ Ｏ 光 催化 剂 的研 制 （Ｎ Ｒ ， 中 以 选 抒 催 化 还 原 （Ｃ ） 主 。但 这 种 联 合 脱 硫 、 硝 方 Ｓ Ｃ ）其 Ｓ Ｒ为 脱
应 机 理 ， 绍 了光 催化 剂 和反 应 器 的有 关研 究 ， 对其 技 术 的发 展 前 景 进 行 了展 望 。 介 并
【 键 词 】 ｉ ； 硫 脱硝 ； 应 机 理 ； 化 剂研 制 关 Ｔ Ｏ 脱 反 催
对 于 我 国 燃 煤 电 厂 排 放 的二 氧 化 硫 和 氮 氧 化 物 的去 除 ， Ｏ 广 泛 Ｓ
３ ５ ｍ 的 光 照射 ＴＯ 表 面 会 产 生 大 量 的 产 生 电子 （＿ 空 穴 （３ ，空 的反 应 器 。 ８ｎ ｉ ｅ１ 一 ｈ对 穴 可 以夺 取 半 导 体 颗 粒 表 面 被 吸 附 物 质 或 溶 剂 中 的 电 子 ， 原 本 不 吸 使 在 光 催 化 反 应 器 研 究 方 面 ， 了 提 高 气 、 两 相 的 接 触 和 光 照 效 为 固 收 光 的 电子 供 体 被 活 化 并 被 氧 化 ； 子 受 体 通 过 接 受 表 面 的 电子 而 被 率 ， 可 使 用 流 化 床 技 术 对 大 量 气 体 污 染 物 进 行 处 理 ， ｔ ｄ Ｓ 电 Ｍａｓ ａ ， ｕ 还 原 ， 反 应 原 理 可 用 下 面 的 方 程 式 表示 ［： 其 ２ １ Ｈ ｔ Ｏ ｓ 制 成 了 可 大 量 处 理 含 Ｎ 的 气 体 （ 烟 道 气 ） 化 床 反 应 ａａ Ｈ［ ｎ ｌ 等 Ｏ 如 流
CuO的TiO2复合型催化剂用于中低温烟气脱硝技术研究的开题报告
负功V2O5/CuO的TiO2复合型催化剂用于中低温
烟气脱硝技术研究的开题报告
一、研究背景
烟气脱硝技术是解决空气污染问题和保障能源环境可持续发展的重
要手段。
当前广泛应用的SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝技术依赖于贵金属催化剂，存在成本高、稀缺性大、易受SO2和水蒸气影响
等问题。
因此，开发低成本、高效率、稳定性好的非贵金属催化剂，是
烟气脱硝技术研究的热点方向。
二、研究目的
本研究旨在开发一种低成本、高效率、稳定性好的非贵金属催化剂，用于中低温烟气脱硝技术。
具体研究内容包括制备负功V2O5/CuO的
TiO2复合型催化剂，考察反应条件对催化剂活性和稳定性的影响，评价
催化剂在模拟烟气中的脱硝性能。
三、研究思路
1. 制备负功V2O5/CuO的TiO2复合型催化剂：采用共沉淀法制备TiO2载体，并通过浸渍法将V2O5和CuO负载于TiO2载体表面。
2. 考察反应条件对催化剂活性和稳定性的影响：选择多种反应条件（反应温度、氨气浓度、空速等）进行实验，评价不同条件下催化剂的
脱硝活性和稳定性。
3. 评价催化剂在模拟烟气中的脱硝性能：采用脱硝反应实验台和实
验烟气，评价催化剂在实际应用中的脱硝性能，分析催化剂的催化机理。
四、研究意义
1. 增强低温烟气脱硝技术的可行性和经济性，推动我国环保事业发展。
2. 开发了一种新型非贵金属催化剂，具有广阔应用前景。
3. 为烟气脱硝技术的深入研究提供了理论和实践依据。
钛基SCR脱硝催化剂的研究进展
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ Ｔｉ ｔ ａ ｎ ｉ ａ Ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｅ ｄ Ｃａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｓ ＣＲ ＮＯｘ Ｒｅ ｍｏ ｖ ａ ｌ
Ｑ ｉ Ｘ ｕ ｅ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｈ ｏ ｎ ｇ ｐ ｉ ｎ ｇ ， “， Ｙ ａ ｎ ｇ Ｘ ｕ ＇
摘要： Ｎ Ｈ ３ 选择性催 化还原法（ Ｎ Ｈ ３ 一 Ｓ Ｃ Ｒ ） 是目 前工业上应用最广的脱硝方法 ， 而催 化剂的研制是 脱硝技术 的核 心 ， 二氧化钛 以其优越 的 自身特性成为备受关注 的催化剂载体 。本文概述了在 Ｔ ｉ Ｏ ２ 载体上负载不同活性组分 的研究情况 以及对 Ｔ ｉ Ｏ ２ 载体本身性能 改良的方
法， 分析 了改性对催化脱硝活性的影响 ， 并对以二氧化钛为载体 的脱硝催化剂 的发展做出 了展望。
关键 词： 二氧化钛 ； 活性组分 ； 改性 ； 脱硝催化剂 中图分类号： Ｘ Ｓ １ １ 文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ８－０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ２ ２－ ０ ０ ３ ９－ ０ ３
第２ ２期
齐
雪， 等： 钛基 Ｓ Ｃ Ｒ脱硝催化剂 的研究进展
・３ ９・
钛基 Ｓ Ｃ Ｒ脱 硝 催 化 剂 的研 究 进 展
齐 雪 ， 陈红萍 ， 杨 旭 ＇
（ １ 华北理工大学化学工程学院 河北省环境光 电催化材料重点 实验 室 ， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ２ １ ０；
２河北省煤化工工程技术研究 中心 ， 河北 唐山 ）
ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ．Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｌ ｕ ｅ ｎ ｅ ｅ ｆ ｏ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｗ ａ ｓ ｎａ ａ ｌｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ ｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｔ ｌｙ ａ ｓ ｔ ｓ Ｗ ｓ ａ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ａ ；ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ；ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｙ；ｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｓ
CeO2TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究
近年来，氮氧化物的排放对我国生态环境和 人体健康都构成了威胁［1-5］。脱硝催化剂的选用是 选择性催化还原（SCR）脱硝技术的关键，也是该 领域的研究热点之一［6-11］。SCR催化剂主要包括贵 金属催化剂和金属氧化物催化剂等［12］。贵金属催 化剂通常采用铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）作为活性 组分，因操作温度窗口窄、成本高和抗硫性能差等 缺点使其实际应用受到限制。金属氧化物催化剂 主要包括V2O5，CuO，MnOx，Fe2O3等金属氧化物 及多元氧化物。目前V2O5-WO3（MoO3）/TiO2是工 业生产中最常用的的脱硝催化剂，其活性温度窗 口为300~400 ℃，活化温度区间偏高，且寿命会受
［DOI］ 10.3969/j.issn.1006-1878.2019.01.008
Denitrification performance of CeO2/TiO2 nanotube catalyst
YANG Bo1，HE Hanbing2
（1. New Energy Automobile Technology Co. Ltd.，Chongqing Changan Automobile Co. Ltd.，Chongqing 401120，China； 2. School of Metallurgy and Environment，Central South University，Changsha 410083，China）
SO2和灰分等影响［13-14］。当前主要选择的还原剂有 NH3，H2，CO，CH4等。其中CO-SCR催化脱硝技 术利用烟气中自有的还原性气体CO将NOx还原为对 环境无污染的N2，同时使有毒气体CO得到净化， 该方法可以实现多种污染性气体的同时脱除，具有 良好的工业应用前景［15-16］。
多孔TiO2为载体的V2O5-WO3脱硝催化剂制备和表征
摘 要 以 硫 酸 氧 钛 为钛 源 ， 水 为沉 淀 剂 ， 备 得 到 大 比 表 面 积 （０ｍ。ｇ 的锐 钛 矿 Ｔ０２ 体 。Ｔ Ｏ 载 体 具 有 多 Ｌ 构 ， 氨 制 ６ ／ ） ｉ 载 ｉ２ 结 Ｌ 径 集 中在 ５ １ ｍ，Ｌ 积 达 到 ０ ２ ｍ３ｇ 以多 Ｏ２ 载体 ， 用 浸 渍 法 制 备 不 同 Ｖ２ 负 载 量 的 Ｖ２ — Ｏ 催 化 剂 ， 用 拉 ～ ２ｎ 体 ． ４ｃ ／ 。 ＬＴｉ 为 采 ０５ ０ｓＷ ｓ 利
ａ ｙ ｔ ｒ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｏ ｄ ｎ ０ ｌｓ ｓ ｗｅ ｅ ｐ ｅ ａ ｅ ｙ ｌ ａ ｉ ｇ １ （ ｙ ｗｅｇ ｔ ｆＷ Ｏ３ａ ｄ ｄ ｆｅ ｅ ｔａ ｕ ｔ（ ，３ ，５ ｂ ｉ ｈ ）ｏ ｎ ｉ ｒ ｎ ｍｏ ｎ １ ｆ ａ ｄ ７ ）ｏ Ｏ５ ｎ ｎ ｆＶ２ ｏ
ｅｆｃｓｏｒｔ ｎ ａ ｄ ｍｏａ ａｉ ｆＮＨ３ ＮＯ ｆｔ ｅ ｆｅ ｎ ｓｌｃｉｅ ｃ ｔｌｔ ｅ ｕ ｔ ｎ Ｏ５ ｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ ｌｒｒ ｔ ｏ ｏ ｏ ／ ｏ ｈ ｅ ｄ ｏ ｅｅ ｔ ａａｙ ｉ ｒｄ ｃｉ ｖ ｃ ｏ
二氧化钛的制备及以其为载体的脱硝催化性能研究
ａ ｎ ｄ ＥＤＳ ．Ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ Ｔｉ ０２ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ ，Ｖ２ （ ） ５ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ，ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｏ ｆ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ —
度为 ３ ７ ０℃ 时 ， 所 制 备 的催 化 剂 的 脱 硝 效 率 为 ７ ５ 。 关 键 词 选择性催化还原 二氧化钛 脱硝催化 剂
中图分类号 ： ０６ ４ ３
文献标识码 ： Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔｉ ０２ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｄ ｅ ＮＯｘ Ｃａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ Ｓ ｕ ｐｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｔｉ ０２ Ｃａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ
烧， １ ０ ０ ｍｉ ｎ从室 温升 温 至 ４ ５ ０℃后 焙 烧 ５ ｈ即得 所 需 催 化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ＣＨＥＮ Ｙｏ ｎ ｇ ｚ ｈ ｅ ｎ，ＨＡＮ Ｙｉ ｎ ｇ ，ＣＨＥＮ Ｊ ｉ ｎ ｆ ａ ，Ｆ ＥＮＧ Ｚ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ
（ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ，Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ４ ０ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｓ ｐ ｈｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｕ ｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｔｉ Ｏ２ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｓ ｒ ａ ｗ
Ce、Co共掺TiO_(2)催化剂选择性催化还原脱硝性能研究
第一作者:王淑勤,女,１９６５年生,博士,教授,主要从事大气和水污染治理技术方面的研究.∗国家重点研发计划项目(N o ．２０１８Y F B ０６０４２０１０３);国家自然科学基金资助项目(N o ．５１４７６０５６).C e 、C o 共掺T i O ２催化剂选择性催化还原脱硝性能研究∗王淑勤１,２㊀李金梦１㊀杜志辉１(１．华北电力大学环境科学与工程学院,河北省燃煤电站烟气多污染物协同控制重点实验室,河北㊀保定０７１００３;２．华北电力大学区域能源系统优化教育部重点实验室,北京１０００８４)㊀㊀摘要㊀采用溶胶凝胶法制备了一系列C e ㊁C o 掺杂的钛基脱硝催化剂样品,利用多种表征技术对催化剂表面结构㊁晶型㊁成分进行表征并考察其选择性催化还原(S C R )脱硝性能.结果表明,C o /T i (摩尔比)为５．０％㊁C e /T i (摩尔比)为１．０％时制备的C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２具有最佳的脱硝效率,３５０~４５０ħ脱硝效率在８５％以上,４００ħ时,脱硝效率最高可达９４．７％.C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２为锐钛矿结构,C o ㊁C e 活性组分在载体表面高度分散或形成无定形结构,并未改变T i O ２晶体结构.催化剂比表面积高达１２６．１２m ２/g,且具有丰富的酸性位和化学吸附氧,因此具有优异的S C R 脱硝性能.㊀㊀关键词㊀C e ㊀C o ㊀催化剂㊀S C R㊀脱硝性能㊀㊀D O I :１０．１５９８５/j．c n k i ．１００１Ｇ３８６５．２０２１．０４．０１４S t u d y o n s e l e c t i v e c a t a l y t i c r e d u c t i o nd e n i t r a t i o n p e r f o r m a n c eo fC e ＧC oc o Ｇd o p e dT i O ２c a t a l ys t ㊀WA N G S h u q i n １,２,L I J i n m e n g １,D U Z h i h u i １．(１．H e b e i K e y L a b o f P o w e r P l a n t F l u e G a s M u l t i ＧP o l l u t a n t s C o n t r o l ,C o l l e g e o fE n v i r o n m e n t a lS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g ,N o r t hC h i n a E l e c t r i cP o w e rU n i v e r s i t y ,B a o d i n g H e b e i ０７１００３;２．K e yL a b o r a t o r y o f R e g i o n a l E n e r g y S y s t e m O p t i m i z a t i o n ,M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,N o r t h C h i n a E l e c t r i c P o w e r U n i v e r s i t y ,B e i j i n g １０００８４)A b s t r a c t :㊀A s e r i e so fC e ＧC oc o Ｇd o p e d T i O ２ca t a l y s ts a m p l e s w e r e p r e p a r e db y t h es o l Ｇg e lm e t h o d ,a n dt h e s u r f ac es t r u c t u r e ,c r y s t a lf o r m a nd c o m p o s i t i o n o ft he c a t a l y s t w e r e c h a r a c t e r i z e d a n d a n a l y z e d b y m u l t i p l e c h a r a c t e r i z a t i o n t e c h n i q u e st oi n v e s t i g a t et h e i rs e l e c t i v ec a t a l y t i cr e d u c t i o n (S C R )d e n i t r a t i o n p e rf o r m a n c e ．T h e r e s u l t s s h o w e d t h a tC o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２p r e p a r e dw h e nt h eC o /T im o l a r r a t i ow a s５．０％a n dt h eC e /T im o l a r r a t i o w a s １．０％h a d t h eb e s t d e n i t r a t i o ne f f i c i e n c y ,a n d t h e d e n i t r a t i o ne f f i c i e n c y co u l d r e a c h８５％a t ３５０Ｇ４５０ħ,９４．７％a t ４００ħ．C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２h a da na n a t a s e s t r u c t u r e ．T h e a c t i v e c o m p o n e n t so fC oa n dC ew e r eh i g h l y d i s p e r s e do n t h e s u r f a c e o f t h e c a r r i e r o r f o r m e da na m o r p h o u s s t r u c t u r e ,w h i c hd i dn o t c h a n g e t h e c r y s t a l s t r u c t u r e o fT i O ２．T h e c a t a l y s t h a da s p e c i f i c s u r f a c e a r e a o f １２６．１２m ２/g ,a n dw a s r i c h i n a c i d s i t e s a n d c h e m i c a l l y a d s o r b e d o x y ge n ,s o i t h a d e x c e l l e n t S C Rd e n i t r a t i o n p e rf o r m a n c e ．K e yw o r d s :㊀C e ;C o ;c a t a l y s t ;S C R ;d e n i t r a t i o n p e r f o r m a n c e ㊀㊀中国是化石燃料消耗大国,化石燃料燃烧产生的N O x 不仅会对生态环境造成严重影响,还会危害人体健康[１].目前选择性催化还原(S C R )技术因其成熟高效而成为控制N O x 排放的主流技术[２].该技术的核心是催化剂,传统的钒钛钨催化剂虽然具有较高的催化活性和抗硫性,但其存在低温活性差㊁操作温度窗口窄㊁催化剂易中毒等问题,此外,活性组分V ２O ５具有生物毒性,不仅对人类健康造成威胁,而且废旧催化剂更新换代还会带来严峻的环境压力[３].因此,开发新型㊁高效㊁稳定的无钒S C R 催化剂成为脱硝领域的研究热点.㊀㊀近年来,过渡金属氧化物以其低廉的价格和优异的S C R 性能常被用来对钛基催化剂进行改性,以提高催化剂的活性和抗水抗硫性.C e O ２能够增强催化剂的储氧能力和表面酸性,通过C e ４＋和C e３＋之间的氧化还原反应来释放和储存活性氧,从而提高催化剂活性[４].D U 等[５]研究发现,C e 掺杂不仅可以提高催化剂的脱硝效率,而且可以抑制活性组分的硫酸化,提高催化剂的抗硫性.G A O 等[６]采用溶胶凝胶法制备的C e O ２ＧT i O ２复合氧化物催化剂在２５０~４５０ħ对N O 的催化效率均高于９０％,C e O ２的引入增加了催化剂表面活性位点及活性氧浓度.５７４ 王淑勤等㊀C e ㊁C o 共掺T i O ２催化剂选择性催化还原脱硝性能研究刘建东等[７]通过浸渍法将活性组分C e负载于M n/ T i O２催化剂上,结果表明,空速为６０００h－１,N O体积分数为０．０５％时,１２０~２４０ħ下N O的脱除效率均在９５％以上,添加C e以后,催化剂表面含有较多的化学吸附氧,增加了对N H３的吸附能力,虽然催化剂的脱硝性能得到明显提高,但脱除N O的浓度有待提高且催化剂抗硫性并未研究.C o作为过渡金属元素之一,C o O x具有独特的氧化还原性能,是良好的助催化剂,可以增强催化性能,在反应中表现出高活性和高选择性.于国峰等[８]通过浸渍法制备了C o改性M nＧC e/T i O２脱硝催化剂,结果表明,C o 掺杂可提高催化剂的比表面积和孔体积,增加催化剂表面酸性位,提高催化剂的氧化还原能力.鉴于双金属掺杂的催化剂相比单金属具有更好的催化性能,C e㊁C o共掺有望实现在较高N O浓度下催化剂具有高S C R脱硝效率和较宽操作温度窗口及优异的抗硫性的目标.㊀㊀本研究以T i O２为载体,以过渡金属C e和C o为活性组分,通过溶胶凝胶法制备一系列C e㊁C o掺杂的钛基脱硝催化剂,研究不同金属掺杂量对脱硝性能的影响,确定最佳的元素掺杂比,并通过X射线衍射(X R D)㊁B E T㊁NH３程序升温脱附(N H３ＧT P D)㊁X射线光电子能谱(X P S)等表征技术研究催化剂的晶相㊁微观结构㊁表面酸性位等对催化性能的影响,为其应用奠定基础.１㊀实㊀验１．１㊀催化剂制备将１７m L钛酸丁酯与４０m L无水乙醇混合均匀配成A液,再将５m L冰乙酸㊁５m L去离子水㊁４０m L无水乙醇及一定量的硝酸铈和硝酸钴混合均匀配成B液,将B液滴加到A液中并磁力搅拌１０m i n,将混合液放入水热反应釜(K HＧ１００型)中,将反应釜置于烘箱(１０１Ｇ０型)内于１６０ħ反应２４h,将反应生成的物质置于微波炉中中低火烘干２０m i n,得到的样品研磨成粉末后置于马弗炉(S X２Ｇ５Ｇ１２型)中２００ħ焙烧３h得到催化剂C o xＧC e y/T i O２,其中,x表示C o㊁T i的摩尔比,y表示C e㊁T i的摩尔比.以上所需试剂均为分析纯.１．２㊀催化剂的表征㊀㊀采用T DＧ３５００型X R D仪对催化剂样品进行物相分析;采用S A３１００型比表面积和孔隙度分析仪对催化剂样品进行表面结构分析;采用G E N E S I S 型X P S仪对催化剂样品进行表面元素分析;采用P C AＧ１２００型N H３ＧT P D仪确定催化剂样品的N H３吸附/脱附情况.１．３㊀催化剂脱硝性能评价催化剂性能测试在管式炉中进行,装置示意图见图１,反应装置连接的３个气瓶分别是N O㊁O２㊁N２钢瓶,其中O２和N O为模拟烟气组分,N２为平衡载气.尿素作为还原剂参与S C R脱硝反应,装置末端连接吸收液.催化剂与尿素的用量均为１g,模拟烟气组分为０．８％(体积分数,下同)N O㊁６．０％O２,烟气总流量为１５０m L/m i n,空速为９０００h－１.N O 浓度采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定.图１㊀实验装置示意图F i g．１㊀S c h e m a t i c d i a g r a mo f e x p e r i m e n t a l d e v i c e２㊀结果与讨论２．１㊀催化剂脱硝性能测试２．１．１㊀C e掺杂量对催化剂脱硝性能的影响C e掺杂量分别为０㊁０．５％㊁１．０％㊁１．５％的C e/ T i O２催化剂脱硝性能测试结果见图２.由图２可知,随着温度升高,所有催化剂脱硝效率升高,在达到最高值后,呈下降趋势,这是因为温度过高会发生N H３非选择性氧化副反应生成N２O,抑制S C R反应的进行[９].随着C e掺杂量的增加,脱硝效率呈先增图２㊀C e掺杂量对催化剂脱硝性能的影响F i g．２㊀E f f e c t o fC e d o p i n g a m o u n t o n c a t a l y s td e n i t r a t i o n p e r f o r m a n c e６７４㊀环境污染与防治㊀第４３卷㊀第４期㊀２０２１年４月大后减小的趋势,当C e 掺杂量为１．０％时,催化剂脱硝性能最佳,脱硝效率可达８６．４％,比未掺C e 时提高了２０百分点.２．１．２㊀C e ㊁C o 掺杂量对催化剂脱硝性能的影响以１．０％C e 掺杂为基准,对催化剂进一步掺杂C o 以提升催化剂的脱硝性能.对催化剂分别掺杂１．０％㊁３．０％㊁５．０％㊁７．０％的C o 进行催化脱硝性能测试,结果见图３.由图３可知,当C o 掺杂量小于３．０％时,不仅没有提高催化剂的脱硝效率反而抑制了催化剂活性,当C o 掺杂量为５．０％时,１．０％C e ＋５．０％C o 掺杂的催化剂(C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２)脱硝性能最佳,３５０~４５０ħ时,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的脱硝效率在８５％以上,最高可达９４．７％(４００ħ时).当C o 掺杂量为７．０％时,催化剂脱硝效率下降,这可能是因为C o 掺杂量过高,覆盖了催化剂表面活性位点,降低了催化剂活性.图３㊀C o 掺杂量对催化剂脱硝性能的影响F i g ．３㊀E f f e c t o fC od o p i n g a m o u n t o n c a t a l ys t d e n i t r a t i o n p e r f o r m a n c e２．２㊀催化剂表征结果及分析２．２．１㊀X R D 分析结果图４为C e ㊁C o 掺杂T i O ２催化剂的XR D 图谱,由图４可知,３种催化剂晶型基本一致,在２５．２ʎ㊁３７．８ʎ㊁４８．０ʎ㊁５３．９ʎ㊁５５．１ʎ㊁６２．７ʎ㊁６８．９ʎ处检测到锐钛图４㊀催化剂的X R D 图谱F i g ．４㊀X R Ds p e c t r u mo f c a t a l ys t 矿衍射峰.与未掺杂的T i O ２相比,C e ０．０１０/T i O ２㊁C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２衍射峰强度明显降低,说明C o ㊁C e 掺杂能够降低催化剂结晶度,改善催化剂晶体结构,有利于脱硝性能的提升.在C o ㊁C e 掺杂后的催化剂中未观察到C o O x ㊁C e O x 的结晶衍射峰,表明活性组分在载体T i O ２上高度分散或以无定形态分布,这有利于催化剂保持较大的比表面积和较多的活性位点[１０].２．２．２㊀B E T 分析结果图５为C e ㊁C o 掺杂T i O ２催化剂的N ２吸附/脱附等温线,C e ０．０１０/T i O ２㊁C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的N ２吸附/脱附等温线与Ⅳ型吸附/脱附等温线最相符.毛细管凝聚现象在相对压力为０．６~１．０时出现,并且出现滞后回环,说明所制备的催化剂具有介孔(２~５０n m )结构.C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２吸附能力较C e ０．０１０/T i O ２和T i O ２显著提高,分析认为,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的孔体积增大且趋向于向小孔径集中,所以比表面积有了明显提高.表１为不同催化剂的表面结构数据,由表１可知,C o ㊁C e 共掺相较C e 单掺可显著改善催化剂表面结构,增大催化剂比表面积和孔体积,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２比表面积可达１２６．１２m ２/g,较大的比表面积不仅可以提供更多的活性位点,还有利于气体分子传质作用,提升催化剂脱硝性能,与催化脱硝性能测试结果一致.图５㊀催化剂的吸附/脱附等温线F i g ．５㊀A d s o r p t i o n /d e s o r p t i o n i s o t h e r mo f c a t a l ys t ２．２．３㊀X P S 分析结果为分析催化剂表面元素组成和价态,对催化剂进行X P S 分析,结果见图６.表２为催化剂表面元素相对摩尔分数.图６(a )为催化剂的T i ２p 图谱,３种催化剂在结合能为４５７．９㊁４６３．８e V 附近均存在两个对称峰,分别对应于T i ２p ３/２和T i ２p １/２峰谱,与T i O ２中钛的标准结合能相近,说明催化剂主体为T i O ２且以Ti ４＋的形式存在.掺杂后的催化剂峰谱７７４ 王淑勤等㊀C e ㊁C o 共掺T i O ２催化剂选择性催化还原脱硝性能研究表１㊀催化剂的表面结构数据T a b l e １㊀S u r f a c e s t r u c t u r e d a t a o f c a t a l ys t 样品比表面积/(m ２ g－１)孔径/n m 吸附量/(c m ３ g－１)孔体积/(c m ３ g－１)T i O ２８９．５４１０．９８２０．８７０．２５C e ０．０１０/T i O ２１０４．８７１０．１０２４．０９０．２７C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２１２６．１２１０．４０２５．８８０．３３注:O α为化学吸附氧,O β为晶格氧.图６㊀催化剂的X P S 图谱F i g ．６㊀X P Ss p e c t r u mo f c a t a l ys t 向高能位偏移且峰强略有下降,T i４＋浓度降低,活性组分浓度相对增加,提高了催化剂活性[１１].图６(b)为催化剂的O１s 图谱,对其进行拟合可分为两个峰,结合能位于５２８．８~５２９．４e V 处的峰对应催化剂的晶格氧,结合能位于５３０．６~５３１．０e V 处的峰对应催化剂的化学吸附氧,结合表２可知,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２表面O α/(O α＋O β)最高,为２０．３５％,较高的O α/(O α＋O β)有利于提高催化剂活性,这是因为脱硝反应中O α的活性比O β高,有助于N O 氧化成N O ２,N O ２会促进N H ３与N O 反应,从而促进快速S C R 反应进行[１２Ｇ１３].图６(c)为C e ０．０１０/T i O ２和C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的Ce ３d 图谱,对其进行分峰拟合,其中,结合能位于８８１．２㊁８８５．２㊁８９８．８㊁９０１．０㊁９０７．７e V 附近的峰归属于C e４＋的结合能态,结合能位于８８３．８㊁９０４．０e V 附近的峰归属于C e ３＋的结合能态.说明催化剂中的C e 由三价和四价组成,其中C e ４＋是催化剂的主要价态,C e４＋和C e３＋之间的氧化还原循环导致氧的储存和释放,有利于产生氧空位.结合表２可知,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２表面C e ３＋/(C e ３＋＋C e ４＋)为３７．６２％,较高的C e ３＋/(C e ３＋＋C e４＋)可以提高氧的迁移率并产生较多化学吸附氧,有利于S C R 反应进行[１４Ｇ１５].图６(d )为C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的Co ２p 图谱,C o 的２p 轨表２㊀催化剂表面元素相对摩尔分数T a b l e ２㊀R e l a t i v em o l a r f r a c t i o no f e l e m e n t s o nt h e c a t a l ys t s u r f a c e ％㊀样品OO αO βC eC e３＋C e４＋T i O ２１３．８６８６．１４C e ０．０１０/T i O ２１９．７６８０．２４２９．２１７０．７９C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２２０．３５７９．６５３７．６２６２．３８８７４ ㊀环境污染与防治㊀第４３卷㊀第４期㊀２０２１年４月道由一对双自旋轨道组成,分别为C o ２p ３/２及C o ２p １/２,其中催化剂C o ２p ３/２能级位于７７９．９e V ,与C o O 的结合能(７８０．０e V )相近,说明C o 主要以C o ２＋(C o O )的形式存在于催化剂中.２．２．４㊀N H ３ＧT P D 分析结果对催化剂进行N H ３ＧT P D 表征分析以确定表面酸性位数量,结果见图７,低于２５０ħ时,T i O ２大致包含１个脱附峰,而C e ０．０１０/T i O ２㊁C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２含有２个脱附峰,均归属于催化剂表面弱酸位上N H ３的脱附.２５０~４００ħ时３种催化剂均出现１个明显的脱附峰,该峰归属于催化剂表面中强酸位上N H ３的脱附,不同的是C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２㊁C e ０．０１０/T i O ２㊁T i O ２峰面积依次降低.当温度高于４００ħ时,３种催化剂均出现１个明显的脱附峰,该峰归属于催化剂表面强酸位上N H ３的脱附,与T i O ２相比,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２㊁C e ０．０１０/T i O ２的高温段脱附峰向低温段明显偏移且峰面积较大.通过对比催化剂脱附峰面积可知,C e 的掺杂显著增加了催化剂表面酸性位数量,C o 的掺杂进一步增加了催化剂的表面弱酸位和中强酸位数量.酸性位增加有利于N H ３在催化剂表面吸附活化,提高催化活性,促进S C R 反应进行[１６].图７㊀催化剂的N H ３ＧT P D 图谱F i g ．７㊀N H ３ＧT P Ds p e c t r u mo f c a t a l ys t ２．３㊀抗中毒性能分析在实际生产过程中,火电厂燃煤烟气中仍存在大量S O ２㊁C O ２,为探究烟气中其他气体对催化剂脱硝性能的影响,向模拟烟气(６．０％O ２㊁０．８％N O ㊁０．８％N H ３,N ２为载气)中通入０．１％S O ２㊁０．１％C O ２以及０．１％S O ２与０．１％C O ２的混合气体,研究催化剂的抗干扰能力,结果见图８.由图８可知,S O ２与C O ２会降低催化剂S C R 脱硝性能,但C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的抗干扰能力要优于商用钒钛钨催化剂,当反应体系中通入S O ２与C O ２的混合气体时,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的脱硝效率仍高于８５％,说明C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２有良好的选择性.结合表征结果分析可知,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２具有较大的比表面积和孔体积,可以提供更多的活性位点,降低S O ２㊁C O ２等气体对反应的影响,X P S 表征结果显示C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２化学吸附氧增多,有利于提高催化剂活性.图８㊀催化剂的抗中毒性能F i g ．８㊀A n t i Ｇp o i s o n i n gp e r f o r m a n c e o f c a t a l ys t ㊀㊀参照文献[１７]对催化剂进行抗碱性研究,将商用钒钛钨催化剂和C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２分别置于０．１m o l /L 的K C l 溶液中浸泡８h ,然后１００ħ下鼓风干燥１２h ,最后５００ħ煅烧３h ,按１．３节的方法研究催化剂的抗碱性.结果表明,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２抗碱性(脱硝效率下降１．９百分点)明显优于商用钒钛钨催化剂(脱硝效率下降１０．２百分点).此外,研究表明,水蒸气的引入会使催化剂活性下降,当水蒸气体积分数为１０．０％时,商用钒钛钨催化剂的脱硝效率由７７．２％降至７２．０％,而C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２的脱硝效率由９４．７％降至９１．３％.上述结果表明,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２具有优异的抗中毒性能.３㊀脱硝反应机制研究㊀㊀在S C R 脱硝反应过程中可能存在３种反应((标准S C R 反应见式(１),N O ２ＧS C R 反应见式(２),快速S C R 反应见式(３)),有研究表明,标准S C R 反应和N O ２ＧS C R 反应较慢,当N O 被氧化为N O ２直至N O 与N O ２摩尔比为１时,将发生快速S C R 反应,此时反应速率将提高近一个数量级[１８].为了探究S C R 脱硝的主反应,计算反应后体系中的N O ２和N O 的摩尔比,C e ０．０１０/T i O ２㊁C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２反应体系中N O ２与NO 的摩尔比分别为０．７５㊁０．８７,接近于１,说明快速S C R 反应是催化过程中的主反应.C e ㊁C o 共掺后,C o ０．０５０ＧC e ０．０１０/T i O ２对N O 的氧化活性比C e ０．０１０/T i O ２显著提高,催化剂的氧化活性９７４ 王淑勤等㊀C e ㊁C o 共掺T i O ２催化剂选择性催化还原脱硝性能研究与其S C R脱硝性能结果一致,说明催化剂对N O的氧化活性是影响S C R脱硝的重要因素.结合X P S 分析可知,C o０．０５０ＧC e０．０１０/T i O２表面具有较多的化学吸附氧,可加速N O氧化为N O２,促进快速S C R反应进行.４N H３＋４N O＋O２ң４N２＋６H２O(１)４N H３＋２N O２＋O２ң３N２＋６H２O(２)４N H３＋２N O＋２N O２ң４N２＋６H２O(３)４㊀结㊀论以T i O２为载体,C o㊁C e为活性组分,采用溶胶凝胶法制备了C e㊁C o掺杂的钛基脱硝催化剂.结果表明,C e单掺时促进了催化剂脱硝性能提升,反应温度为４００ħ时,C e０．０１０/T i O２的脱硝效率为８６．４％,当C e㊁C o共掺时催化剂脱硝性能进一步提升,C o０．０５０ＧC e０．０１０/T i O２脱硝效率高达９４．７％.㊀㊀活性组分C o㊁C e能良好分散于T i O２载体表面,经C o㊁C e改性后的催化剂仍保持T i O２的锐钛矿晶体结构.C o㊁C e共掺相较C e单掺可显著改善催化剂表面结构,催化剂比表面积和孔体积均有明显提升.㊀㊀只有C e作为活性组分时,催化剂具有丰富的酸性位和较强的储氧能力,进一步添加C o后,增加了催化剂的表面弱酸位和中强酸位数量,增强了对N H３的化学吸附能力,催化剂表面活性氧数量增多,具备较好的储氧能力,有利于提升催化剂的脱硝性能.此外,C o０．０５０ＧC e０．０１０/T i O２具有优异的抗中毒性能,当模拟烟气中存在S O２㊁C O２㊁水蒸气等气体时,催化剂仍有较好的脱硝性能,其抗干扰能力明显优于商用钒钛钨催化剂.参考文献:[１]㊀郑昌坤,韩帅,刘心悦,等．F e负载量对x F e/Z S MＧ５催化剂氨选择性催化还原N O的影响[J]．环境污染与防治,２０１９,４１(５):５２０Ｇ５２５．[２]㊀肖雨亭,吴鹏,王玲,等．C e O x对低温选择性催化还原脱硝催化剂F e O xＧM n O x/T i O２的改性研究[J]．环境污染与防治,２０２０,４２(１):１７Ｇ２２．[３]㊀庄凤来,刘少光,林文松,等．低钒和无钒基氧化物类N H３ＧS C R 催化剂研究进展[J]．环境工程,２０１６,３４(１２):９８Ｇ１０２．[４]㊀吴彦霞,梁海龙,陈鑫,等．N i,C o掺杂对M nＧC e/T i O２催化剂脱硝活性的影响[J]．化工环保,２０１６,３６(３):３２１Ｇ３２５．[５]㊀D U XS,WA N GX M,C H E NYR,e t a l．S u p p o r t e dm e n t a l s u lＧf a t e s o nC eＧT i O x a s c a t a l y s t s f o rN H３ＧS C Ro fN O:h igh r e si s tＧa n c e s t oS O２a n d p o t a s s i u m[J]．J o u r n a l o f I n d u s t r i a l a n dE n g iＧn e e r i n g C h e m i s t r y,２０１６,３６:２７１Ｇ２７８．[６]㊀G A O X,J I A N G Y,Z H O N G Y,e t a l．T h ea c t i v i t y a n dc h a r a cＧt e r i z a t i o n o f C e O２ＧT i O２c a t a l y s t s p r e p a r e d b y t h e s o lＧg e l m e t h o d f o r s e l e c t i v e c a t a l y t i c r e d u c t i o no fN O w i t h N H３[J]．J o u r n a l o fH a z a r d o u sM a t e r i a l s,２０１０,１７４(１/２/３):７３４Ｇ７３９．[７]㊀刘建东,黄张根,李哲,等．C e对M n/T i O２/堇青石整体低温脱硝选择性催化还原催化剂的改性[J]．高等学校化学学报,２０１４,３５(３):５８９Ｇ５９５．[８]㊀于国峰,韦彦斐,金瑞奔,等．M nＧC eＧC o/T i O２催化剂低温脱硝活性研究[J]．环境科学学报,２０１２,３２(７):１７４３Ｇ１７４９．[９]㊀梁彦正,王学涛,张乾蔚,等．双金属C eＧM n/Z S MＧ５催化剂的制备及N H３ＧS C R脱硝性能研究[J]．燃料化学学报,２０２０,４８(２):２０５Ｇ２１２．[１０]㊀陈鑫,归柯庭,顾少宸．改性菱铁矿催化剂的催化脱硝活性及抗硫性研究[J]．燃料化学学报,２０１９,４７(３):３７０Ｇ３７７．[１１]㊀F E N G YS,L I USG,C H E NC W,e t a l．E f f e c t s o f d o p i n g C oＧC e o x i d e o nM n O x/T i O２l o wＧt e m p e r a t u r e S C RD e N O x c a t aＧl y s t s[J]．T r a n s a c t i o n s o f M a t e r i a l sa n d H e a t T r e 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陈晓林，仲兆平（东南大学，江苏南京211000）以TiO 2为载体的烟气脱硝催化剂研究进展摘要：介绍了选择性催化还原（SCR ）烟气脱硝技术中催化剂的应用及对催化剂载体TiO 2的选择。
结合国内外最新的研究动态，介绍了目前最流行的以TiO 2为载体的催化剂的主要组分：载体、活性物质、助催化剂的选择，以及对于催化剂催化活性影响较大的几个因素，总结了不同催化助剂对催化剂活性及催化剂稳定性等的影响。
关键词：烟气脱销；SCR ；催化剂；TiO 2中图分类号：TM621.8文献标志码：A文章编号：1009－0665（2010）02－0054－0003Jiangsu Electrical Engineering2010年3月江苏电机工程第29卷第2期收稿日期：2009-10-23；修回日期：2009-11-20氮氧化物（NO X ）是引起酸雨、光化学烟雾等破坏地球生态环境和损害人体健康的一系列问题的主要污染物，也是目前大气环境保护中的重点和难点。
因此，如何有效消除NO X 已成为目前环境保护中一个令人关注的重要课题。
选择性催化还原（SCR ）是目前国外应用较广泛的烟气脱硝技术［1］，普遍使用的商用催化剂体系为钒系催化剂［2］（如V 2O 5/TiO 2、V 2O 5－WO 3/TiO 2），其工作温度为300～400℃，在温度低于200℃时则不具备良好的催化活性。
目前研究的催化剂有贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂等［3］，贵金属催化剂在低温下具有良好的催化活性，但是活性温度窗口较窄选择性相对不是很好，造成脱硝过程中N 2O 生成量较多，脱硝效率下降；单一金属氧化物型催化剂高温下不稳定而且催化活性不高，需要添加一些活性物质，同时烟气中存在的SO 2等物质仍然可以降低催化剂的活性和使用寿命；分子筛催化剂在较高的温度下具有较好的催化活性，但是抗H 2O 和SO 2的能力差［4］。
上述催化剂均存在各自的缺点很难满足实际生产需要，所以具有较好的热稳定性、较宽的活性温度区间和优良的抗水抗硫性能的新型催化剂已经引起越来越多研究者的关注。
1催化剂载体TiO 2SCR 催化剂所使用的载体主要有TiO 2，Al 2O 3，SiO 2，分子筛等。
Takagi-Kawai 等［5］证明催化剂上SCR 的活性顺序是：V 2O 5/TiO 2＞V 2O 5/Al 2O 3＞V 2O 5/SiO 2。
NH 3（ad ）和NO 2（ad ）是主要的反应组分，NO 可以吸附在V 2O 5/TiO 2上并被氧化为NO 2（ad ）。
对于其他催化剂，只有氧气存在时吸附的NO 才可转化为NO 2（ad ），并且在V 2O 5/SiO 2催化剂上NH 4（ad ）和NO 2（ad ）反应非常慢。
拉曼光谱分析发现钒在载体上的分散情况为SiO 2＜A12O 3＜TiO 2。
Kazakl 等［6］研究了催化剂使用NH 3为还原剂还原NO 的活性，发现载体的影响顺序是：TiO 2＞ZrO 2＞A12O 3＞SiO 2。
各种广泛研究的氧化物催化剂中，基于负载在锐钛矿晶型TiO 2上的钒氧化物并辅以钨与铂为助催化剂的催化剂体系展示出最佳的NO 还原和SO 2氧化性能的优势。
在SO 2存在的条件下，TiO 2仅仅很微弱地并且可逆地硫酸盐化，除此之外还具有助催化作用，同时较之负载于其他载体，展现出更高活性。
钒在NO 的还原中起活性作用，但亦对所不期望的SO 2氧化起活性作用。
因此，钒的含量一般控制在较低水平。
若SO 2浓度高，钒的含量一般低至5％（质量分数）以下，而WO 3或者MoO 3（约10％或6％质量分数）用于增加酸性、活性和热稳定性并限制SO 2氧化［2］。
此外，MoO 3还能防止由于排气中含有As 而中毒与失活［7］。
硅铝化合物及玻璃纤维用作粘结添加剂以增加机械强度。
V 2O 5－WO 3（M oO 3）/TiO 2催化剂用于传统的SCR 反应，其使用温度介乎300～400℃之间。
高钒负载量的钒系催化剂亦可应用于低温天然气燃烧尾气排放控制。
但是V 2O 5具有催化氧化SO 2的能力能使烟气中SO 2转化成SO 3进而与氨反应生成硫酸氢氨等固体颗粒而引起SCR 反应器及下游设备的磨损和堵塞，这就需要在SCR 系统运行过程中加以优化。
除了V 2O 5外Fe 2O 3、CuO 、Cr 2O 等过渡金属氧化物也表现出一定的催化还原活性这也引起了国内外的广泛关注，其中Fe 2O 3、CuO 研究得较多。
朱崇斌等人［2，7］研究了以不同晶型TiO 2为载体制备的催化剂活性，其中有以工业锐钛型TiO 2为载体的催化剂，以硫酸法纳米级锐钛型TiO 2为载体的54催化剂，以氯化法纳米级锐钛型TiO2为载体的催化剂，以钛酸丁酯法制备的锐钛型TiO2为载体的催化剂。
结果表明以硫酸法纳米级锐钛型TiO2为载体的催化剂NO脱除性能最好，在温度320～400℃时NO的脱除效率最好，甚至高于商业催化剂。
因为载体中含有硫酸盐对催化剂的脱硝活性具有促进作用，而其他晶型催化剂活性均低于硫酸法纳米级锐钛型催化剂。
2以TiO2为载体的金属氧化物催化剂TiO2具有很强的抗硫中毒能力，硫酸盐在TiO2表面的稳定性比其他氧化物表面弱，所以很多学者用TiO2作为载体负载其他混合氧化物作为低温选择性催化还原的催化剂。
Zhongbiao Wu等［8］以NH3为还原剂，用原位FTIR研究MnO X/TiO2在低温选择性催化还原NO，其结果显示，NO在催化剂表面生成NO－、NOH和NO2，NO和O2在低温下同时吸附了不同结构的硝酸盐，这些硝酸盐在MnO X/TiO2催化剂上的热稳定性小于在纯TiO2上的热稳定性。
而Qin等以TiO2作为载体负载不同含量的铁和锰，通过实验显示Mn/TiO2具有较低的催化活性；而Mn-Fe/TiO2具有较高的催化活性和很高的N2选择性，同时抑制H2O 和SO2副作用的能力也得到增强。
对质量比为m（V）/m（W）=3/9和m（V）/m（W）= 8/9的V2O5－WO3/TiO2催化剂，前者在150℃条件下NO X的转化率为87％，随着温度的升高转化率也升高；而后者随着温度升高NO X转化率提高更明显，但是在温度低于225℃时，后者催化剂效果不及前者好。
研究发现，通过提高钒负载量在225～250℃范围内对NO X转化率有促进作用，但是NH3的氧化量也在增加。
氧浓度会对V2O5－WO3/TiO2催化剂活性造成影响，在150～250℃低温下，随着氧浓度升高转化率也随着增加，而且V2O5－TiO2－SiO2催化剂与传统的V2O5－TiO2催化剂相比，其活性有很大的提高。
Mn的氧化物（MnO X）可作为低温SCR催化剂的活性组分，由于其含有众多的氧化物形态，相互之间转化可完成催化的氧化———还原过程。
在众多的MnO X中，无定型态的MnO X被认为在SCR中具有较好的催化活性，而晶体态的MnO X则作用不大（Huang &yang，2001；Penaetal.，2004）。
Kobayashi等［9］研究过MnO X在质量百分比（Mn/Ti质量比）为0.4时，以NH3作为还原剂时的SCR催化能力，发现其在450K左右可以去除约90％的NO。
3催化剂性能的影响因素对催化剂性能影响较大的因素有：反应温度、催化剂量、氨的注入量等［10］。
由于在250～450℃最好，350～400℃时催化剂有最佳活性，通常脱硝反应设定在这个温度范围内。
当反应温度不在这个温度范围内时，催化剂的性能将降低，尤其是在高温区域使用时，由于过热促使催化剂的表面被烧结使催化剂寿命降低。
但是，最近随着脱硝装置适用范围的扩大，同时也要求催化剂的使用温度范围扩大。
催化剂反应温度的依赖特性是由催化剂的各种活性成分的含有浓度以及比例所决定的。
通过适当地选择活性金属的组成可以制造适合于各种用途且具有最佳特性的催化剂，催化剂的量是根据脱硝装置的设计能力和操作要求来决定的，增加催化剂量可以提高脱硝性能。
在实际应用中催化剂的初期充填量是设计要求的最适量和使用期间的损失量之和。
脱硝反应时排放气体中的NO X和注入作为反应还原剂的NH3几乎是以1:1的物质的量之比进行反应。
增加NH3的量可以提高脱硝率，同时也会使NH3的泄漏量增加。
所以在决定氨浓度和催化剂量时必须考虑对脱硝装置后部机器的影响。
NH3量的注入指标用注入的NH3和处理气体中的NO X的物质的量之比NH3/NO X表示，一般根据所要求的脱硝装置性能来设定NH3/NO X。
众所周知，SCR反应器大多位于省煤器和空预器之间，此区间烟气中含有大量的飞灰，飞灰中含有一定量的碱金属氧化物和碱土金属氧化物，在与飞灰的长期接触中，会在催化剂表面聚集，或与催化剂中的活性物质发生反应，或堵塞催化剂的微孔，造成催化剂中毒。
碱金属和碱土金属对催化剂性能的影响是SCR催化剂应用中比较关注的问题。
4助催化剂作为商业SCR催化剂，除了需要具有良好的活性和选择性外，还需具有较好的机械强度、热稳定性和抗毒性，为了改善SCR催化剂的其他方面的性能，需添加某些化学助剂和结构助剂等。
G.Ramis等人［11］对WO3/TiO2进行研究，发现在NH3做还原剂的反应中WO3可提高TiO2载体的热稳定性，抑制锐钛型TiO2的烧结和金红石化，并可以抑制SO2的氧化；Motonobu Kobayashi等人［12］对WO3和MoO3对V2O5/TiO2的影响进行研究，发现WO3和MoO3均可提高催化剂的热稳定性，改善V2O5与TiO2之间的电子作用，提高催化剂的活性、选择性和稳定性，此外WO3还可增强催化剂的耐陈晓林等：以TiO2为载体的烟气脱硝催化剂研究进展55As2O3中毒的能力；同时WO3可稳定催化剂的活性和价态：Lin Tao等人［13］对金属氧化物添加剂等对V2O5 /TiO2基催化剂的影响进行了研究，认为不同金属氧化物，如WO3、MoO3、ZrO2等可提高V2O5/TiO2的DeNO X活性，另外一些金属氧化物对催化剂活性影响不大甚至有所抑制，但可能会改善催化剂的其他某些方面的性能。
胡石磊、叶代启等［14］在催化剂中添加了SiO2作为结构助剂，催化剂中含有一定童的硅铝酸或玻璃纤维，在催化剂中使用这些无机助剂会使催化剂的机械性能有所改善。
助催化剂虽然对催化剂的活性影响不大，但可提高催化剂的热稳定性、抗毒性和机械性能，是SCR催化剂中必不可少的组成部分。
在目前商业催化剂中，为了提高催化剂的活性和机械强度，通常需要添加WO3和玻璃纤维作为助催化剂，其中WO3的含量通常在5％～10％，有时为了提高催化剂耐As2O3中毒还会添加一定量的MoO3。
5结束语催化剂作为SCR烟气脱硝技术中的核心至今世界上也没有找到公认的最有效的催化剂。