Ti改性铁镁催化剂NH_3-SCR性能及机理研究
Fe、Ce双助剂增强型NbTiO_(2)催化剂的制备及其NH_(3)-SCR性能研究
文章编号：1001-9731(2021)05-05001-05Fe、Ce双助剂增强型Nb/TiO2催化剂的制备及其NH3-SCR性能研究*许俊强，杨传玲,余海杰，张强，郭芳，唐田，张艳容(重庆理工大学化学化工学院，重庆400054)摘要：采用柠檬酸络和法制备了Fe.Ce改性的系列Nb-Fe-Ce/Ti()2催化剂，考察了Fe.Ce助剂的引入对Nb/TiO2催化剂的低温活性和反应温度窗口的影响。
通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)、热重(TG)、程序升温还原(H-TPR)等手段对催化剂进行了表征。
结果表明，Fe、Ce改性的Nb/TiO2催化剂在NH-SCR反应中表现出较优的低温脱硝活性和较宽的操作温度窗口。
优化配方后得到的10%Nb-0.7%Fe-3%Ce-TiO2催化剂，在300°C时，其对NO转化率达100%，操作温度窗口为T80为225〜500°C，这可能归因于Fe.Ce 助剂引入后催化剂具有较强的Nb-Fe-Ce-Ti相互作用力和较好的氧化还原性能。
关键词：选择催化还原:NH3；改性制备；宽温活性中图分类号：TQ221文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.10019731.2021.05.0010引言氮氧化物(NO J是造成雾霾、臭氧空洞、酸雨和光化学烟雾的主要大气污染物之一［-3］。
随着国VI排放法规的实施，对NO’的排放要求越来越严格，因此开发高效的氮氧化物(NOQ催化剂至关重要［-2］,以NH3为还原剂的SCR催化剂是研究的热点［-10］0在现有的NH3-SCR催化剂中，V基催化剂因其在300-400C的中温段具有较好的脱硝性能被广泛使用，但V基催化剂存在操作温度窗口窄和有毒等缺陷，其应用受到限制，因此开发宽温且环保的催化剂显得尤为重要［47］。
过渡金属因具有优异的氧化还原性能、热稳定性高和使用寿命长等优点被广泛应用于当前的NH3-SCR研究中［316］。
低温NH_3-SCR脱硝催化剂研究现状及进展
．
．
贵 金属 价格 较高 会 造 成 成 本增 加 ，并 且 温 度 窗 口较 硝效 率 ，在 ２００￣３６０℃脱硝 效率保 持 在 １００ ，并 且
窄 ，抗硫 性 较差 ，所 以贵 金 属 催 化 剂 已 被 活性 更 高 ， 催 化剂 在 ２００℃ 温 度 下 抗 硫 抗 水 性 良好 ，通 过 表 征
单 金 属 氧化 物 催 化 剂 的低 温 脱 硝性 能一 般 ，高 温 下不 稳定 ，而 复 合 氧化 物 具 有 确 定 的组 成 、结 构 ， 且 结 构 中的各 种金 属离 子可 以进 行调 节 。
Ｒｕｉ Ｚｈａｎｇ等 ［７］采 用 共 沉 淀 法 制 备 了 ＣｅＯ２一 ＴｉＯ２掺杂 Ｆ催化 剂 。研 究 发 现 ，Ｃｅ ＴｉＦ 催 化 剂
分 子筛 因其 独 特 的孔 道 结构 、极 大 的 比表 面 积 和 丰 富的表 面酸性 位 点 被 用 作催 化 剂 载 体 ，巨大 的 比表 面积会使 活性 组 分 在 载 体上 更 加 均 匀 地 分 布 ， 可 以促进 ＮＨ。吸 附和活 化 。分子 筛 高稳 定 性 、宽 温 度 窗 口等特 性使得 其 在脱硝 催化 剂方 面得 到广泛 关 注 和应用 。
效 率提 高是 因为 Ｆ提供 了更 多 Ｌｅｗｉｓ酸 的酸 性位 。 研 究表 明 ，Ｆｅ和 Ｍｎ的氧 化 物在 低 温 条件 下 表
现 出良好的催化性能 。贾博涵＿８ 等研究 的 ＭｎＯｘ／
具 有一定 的脱 硝活 性 但 会 产 生 强烈 的 氧 阻抑 现 象 。
Ｚｒｏ Ｔｉ。 Ｏ。催 化 剂 在 １４０℃ 时 即 可 达 到 ８０ 的脱
第 ２期
低 温 ＮＨ３一ＳＣＲ脱硝 催 化 剂研 究现状 及进 展
分子筛应用于低温NH_3_SCR脱硝催化剂的研究进展_喻成龙
， 具有菱沸石结构的
Cu / SAPO34 分子筛催化剂具有优良的低温 SCＲ 活 性， 高 N2 选择性以及优异的水热稳定性． Ｒaquel 等［24］采用了一步法合成具有高活性、 高 SAPO34 分子筛． 该一步直接合 水热稳定性的 CuTEPA 复合物与结构导向剂相结合， 加 成法使用 CuSAPO34 ， 入到硅源、 铝源、 磷源中合成得到 Cu具有 铜负载量可控以及产量高等特点 ． Upakul 等［25］使用 3 种不同的合成路线将 Cu 负 CHA 型催化剂， 载到分子筛上形成 Cu其中两种方 法是对 CHA 型分子筛的后处理 （ 通过液相或气相 另一种是直接合 离子交换将 Cu 负载到分子筛上 ） ， SAPO34 催化剂． 通过一系列技术手段进行 成 Cu-
化剂的物理和化学性质的影响， 结果表明， 当催化剂 MnO x 主要 在较低的温度（ ＜ 500 ℃ ） 下进行焙烧时， 以 Mn3 O4 以及无定型的 MnO2 的形式存在． 然而， 当 分别在 600 ℃ 和 700 ℃ 下焙烧时， 其主要的存在形式
第3 期
SCＲ 脱硝催化剂的研究进展 喻成龙 等： 分子筛应用于低温 NH3 -
2+
MCM-41 ， 由于其有序框架且具有相对较大的孔径 和较高的比表面积， 已被广泛用于新型催化材料的 ［32 ］ 开发． Qiu 等 通过水热合成和传统的浸渍法合成 SCＲ 反应， 了 Cu / MCM-41 用于 NH3 研究发现随着 分子筛骨 负载在 MCM-41 的骨架上铜含量的增加， 架上越来越多的 Si 原子被铜原子所取代． 其中， 水 热合成的 Cu / MCM-41 上的铜物种与传统浸渍法合 成的 Cu / MCM-41 上的铜物种还原性相似， 且前者 的粒径比后者小得 多． 且 当 铜 的 负 载 量 达 到 10% 时， 铜均匀分散地负载在介孔催化材料上 ， 催化剂的 SCＲ 活性最佳．
γ-Fe2O3基催化剂NH3-SCR脱硝特性及动力学研究中期报告
γ-Fe2O3基催化剂NH3-SCR脱硝特性及动力学研
究中期报告
本中期报告主要介绍了γ-Fe2O3基催化剂在NH3-SCR（选择性催化还原）脱硝过程中的特性和动力学研究。
首先，我们对γ-Fe2O3催化剂进行了制备和表征。
利用X射线衍射（XRD）、BET表面积分析、透射电子显微镜（TEM）等技术对催化剂进行了表征，结果表明γ-Fe2O3催化剂具有良好的晶体结构和一定的孔隙结构。
接着，我们进行了催化剂的NH3-SCR脱硝活性测试，并对其反应机理进行了研究。
结果表明，γ-Fe2O3催化剂在适当的反应温度和
NH3/NOx摩尔比下具有良好的催化活性和选择性，能够高效地将NOx转化为N2和H2O。
同时，我们还对不同反应条件下催化剂的活性变化进行了分析，进一步揭示了催化剂的催化机理。
最后，我们对γ-Fe2O3催化剂的动力学性质进行了研究。
采用等体积法进行了反应动力学实验，得到了催化剂的反应速率常数和活化能等参数。
进一步分析发现，催化剂的反应速率随着NH3/NOx摩尔比的增加而先升高后下降，这主要是因为过量的NH3会导致催化剂上的NOx和NH3发生反应，从而降低了催化剂的活性。
综上所述，本研究对γ-Fe2O3催化剂在NH3-SCR脱硝过程中的特性和动力学研究进行了系统研究，为进一步完善该技术提供了科学依据和实验基础。
铁基SCR脱硝催化剂改性研究
铁基SCR脱硝催化剂改性研究随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重。
其中，氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，对环境和人体健康产生严重影响。
因此，开发高效、环保的脱硝技术成为当前的研究热点。
其中，选择性催化还原（SCR）技术是一种主流的脱硝方法，而铁基SCR脱硝催化剂的研究则具有重要意义。
本文将阐述铁基SCR脱硝催化剂改性的研究背景、意义、目前存在的问题、实验方法、结果与讨论以及总结。
氮氧化物是主要的大气污染物之一，对环境和人体健康产生严重影响。
因此，开发高效、环保的脱硝技术成为当前的研究热点。
其中，选择性催化还原（SCR）技术是一种主流的脱硝方法。
在SCR技术中，催化剂的活性、选择性和稳定性是决定脱硝效果的关键因素。
铁基SCR 脱硝催化剂作为一种重要的催化剂，具有成本低、活性高等优点，但同时也存在一些问题，如高温下易氧化、抗硫性能差等。
因此，对铁基SCR脱硝催化剂进行改性研究，提高其性能和稳定性具有重要意义。
铁基SCR脱硝催化剂在高温高湿度的条件下易氧化，导致催化剂失活，同时其抗硫性能较差，容易受到硫化物等物质的干扰，影响脱硝效果。
因此，对铁基SCR脱硝催化剂进行改性研究，提高其抗氧化性能和抗硫性能，对于延长催化剂使用寿命、提高脱硝效果、降低运行成本具有重要意义。
目前，铁基SCR脱硝催化剂改性研究中存在以下问题：（1）改性过程中催化剂活性的变化规律尚不清楚；（2）改性过程中催化剂微观结构的变化及其与性能的关系尚不明确；（3）尚未找到一种有效的改性方法能够同时提高催化剂的抗氧化性能和抗硫性能。
本文采用浸渍法对铁基SCR脱硝催化剂进行改性研究。
将商业铁基SCR脱硝催化剂样品进行破碎、筛分，得到一定粒径范围的单分散催化剂颗粒。
然后将催化剂颗粒浸渍在一定浓度的改性剂溶液中，经过一定时间的浸泡、洗涤、干燥等步骤，制备得到改性后的催化剂样品。
本文通过对不同改性剂浓度、浸泡时间等因素的实验研究，得到了改性剂对催化剂性能的影响规律。
Fe、Ce改性锰钛催化剂的制备及其低温脱硝性能研究
Fe、Ce改性锰钛催化剂的制备及其低温脱硝性能研究边雪;肖坤宇;王书豪;邱保龙【摘要】为解决目前高温脱硝催化剂温区窄、易失活和中毒的问题,制备了Fe,Ce 改性的MnO x-TiO 2低温脱硝催化剂.0.08Fe0.05Ce/MnO x-TiO 2催化剂脱硝效率达到90％以上的温区最宽,达到了99～374℃.XRD、BET测试表明催化剂的活性组分在TiO 2载体上的分散性提高,催化剂的比表面积增加.XPS分析结果表明催化剂表面化学吸附氧增加,Mn以MnO 2和Mn2 O 3的形式存在,Ce和Fe的加入促进了MnO 2和Mn2 O 3之间的转化,有利于脱硝反应的进行.H 2-TPR、NH 3-TPD分析结果表明催化剂表面的弱酸和中强酸含量提高,低温氧化还原能力提高.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)007【总页数】7页(P07079-07084,07089)【关键词】低温脱硝;SCR催化剂;MnOx-TiO2;Fe-Ce改性【作者】边雪;肖坤宇;王书豪;邱保龙【作者单位】东北大学冶金学院,沈阳 110819;东北大学冶金学院,沈阳 110819;东北大学冶金学院,沈阳 110819;东北大学冶金学院,沈阳 110819【正文语种】中文【中图分类】X5110 引言我国规定“十三五”期间NOx排放低于50 mg/m3，部分地方标准要求低于25 mg/m3，从而为我国以燃煤燃油为主的火力发电和使用锅炉的工业企业带来了巨大的挑战[1]。
目前采用V-W-Ti催化剂NH3-SCR脱硝方法脱除NOx，然而该催化剂使用温区在300～400 ℃，因此需要以高尘布置方式脱硝，这存在SO2、粉尘和碱金属等对催化剂堵塞毒化问题，催化剂使用寿命短，运行成本大[2]。
为此研发低温脱硝催化剂非常关键。
近年来，国内外的研究人员对低温NH3-SCR催化剂进行了大量的研究。
基于Ce具有良好的氧化还原性能，Zhao Xin等[3]研究了CeVO4负载Zr的催化剂，在空速为2.6×104 h-1的条件下，157～357 ℃范围内，脱硝效率达到90%以上。
金属氧化物低温NH3-SCR催化剂的抗水抗硫性能
研究了Mn-Ce 氧化物的NH 3-SCR 机理，并做出催化剂L-H 机理对应的反应式：O 2→2O -*NH 3→NH 3-*NH 3-*→NH 2-*+OH -*NO+1/2O 2→NO 2-*NH 2-*+NO →NH 2+NO -*→N 2+H 2O +*OH -*+NO 2-*→O -*+HNO 2-*2 实验部分本文选用的Mn 氧化物催化剂是经市面上直接采购的Mn 2O 3。
2.1 催化剂的制备NH 3-SCR 催化剂内第三段采用的催化剂制备方法可做如下阐述[3]：(1)水热法制备Mn-Ti 混合氧化物的催化剂，制备时取1g 醋酸锰、26mL 乙醇，1mL 去离子水，1mL 冰醋酸与5mL 钛酸四丁酯，充分混合获得澄清液。
180℃水热条件下持续反应24h ，历经离心、分离、水洗后在80℃下烘干处理样品，500℃下煅烧3h ，升温速度10℃/min 。
(2)共沉淀法制备Mn-Ce 氧化物催化剂，依照摩尔比1:3将醋酸锰，硝酸铈混入100mL 去离子水内，充分搅拌并将pH 调整为7、过滤、水洗三次，80℃下烘干所得固体试样，煅烧处理，升温速率为10℃/min 。
(3)利用共沉淀法制备Mn-Fe 催化剂，制备方法同Mn-Ce 。
0 引言氮氧化物(NO x )是大气污染的主要污染物之一。
因NO 电子结构内存有反键轨道上的单电子，在表面反应过程中NO 表现出两种特性，存在多种化学行为。
但NO x 热力学不稳定，会分解为N 2与O 2，因反应活化能偏高(364kJ/mol)，常温条件下反应很难推进，故而需要掺和催化剂以降低反应活化能[1]。
目前，国内常用的脱硫脱硝方法有NO 分解、CO 催化还原NO 、N 2催化还原NO 以及选择性催化还原(SCR)等，但实践应用中均暴露出一定不足，推广受限。
NH 3-SCR 是近些年新开发的一种脱硫方法，符合低温作业要求(<250℃)，活化性优良、选择性好、抗水抗硫性强，本文主要探究其在Mn 基催化剂中的应用情况。
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。
NH3SCR法降低柴油机NOx排放的研究进展
中国分类号：ＴＫ４２１．５
文献标志码：Ａ
交章编号：１００ｔ一２２２２（２００７）０５—０００１－０７
研究表明，柴油机的ＰＭ与Ｎｑ排放存在先天 的“ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ”效应。鉴于现有的柴油机技术水平， 仅仅依靠柴油机机前和机内措施很难大幅度同时降 低ＮＯ！和ＰＭ排放。要满足日益严格的排放法规， 尤其是要达到欧Ｖ（ＮＱ排放为２ ｇ／（ｋＷ·ｈ））、欧 Ⅵ（Ｎ０：排放为１ ｇ／（ｋＷ·ｈ））和美国２００７／２０１０排 放标准，必须结合柴油机后处理技术来降低ＮＯ．和 ＰＭ排放。而结合优化缸内燃烧的ＮＨ：一ＳｃＲ选 择性催化还原技术，因其具有能大幅度降低ＮＱ排 放（在不降低发动机效率前提下，能使Ｎ晚的转换 效率高达９０％以上，并且在温度变化范围比较大 的情况下保证较高的Ｎ旺转换率）、较好的燃油经 济性（油耗可节省５％～７％）、对燃油品质相对不 敏感（尤其是对ｓ毒副作用的高抗性），催化剂活 性高以及对水蒸气稳定性好等优点，越来越受到 人们的关注。
Ｋｏｅｂｅｌ等首先对在催化剂Ｖ。Ｏ。一Ｗ０３／Ｔｉ０２
上的快速ＳＣＲ反应机理进行了研究““，提出混合
气中Ｎ０２的存在使得活性位Ｖ位的再氧化变得更 快，而这一过程对于３００℃以下的标准ＳＣＲ反应速
率的提高有决定性作用。其中Ｎ０２提高催化剂再 氧化能力是通过原位拉曼实验验证的。
Ｓａｃｈｔｌｅｒ等通过红外技术对以沸石为载体的催
够在柴油机排气温度较低时仍能保持较高Ｎｑ转 化效率的方法。
１ １．３快速ＳＣＲ反应 大量研究结果表明，当增加ＮＱ中ＮＯ。比例
时，可以提高低温条件下ＮＨ。一ＳＣＲ对ＮＯ．的转 化效率（见反应式（４）），该反应可在较低温度下进
行。当ＮＯ与Ｎ０２浓度之比为１时将会有最佳的
ＮＯ：催化转化效率“］。 ４ＮＨ３＋２ＮＯ＋２Ｎ０２—一４Ｎ２＋６Ｈ２０。 （４）
中低温NH_(3)-SCR催化剂抗中毒与再生研究进展
中低温NH_(3)-SCR催化剂抗中毒与再生研究进展
冯斌;邹伟欣;赵勇刚;董林
【期刊名称】《环境化学》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】中低温氨选择性催化还原(NH_(3)-SCR)氮氧化物(NO_(x))催化剂广泛应用于钢铁、焦化、陶瓷、玻璃、水泥、垃圾焚烧、燃气锅炉等非电行业.不同工况下,硫、酸、碱金属、飞灰等会导致SCR催化剂中毒.因此,如何制备抗中毒性能好的脱硝催化剂,并且有效再生失活SCR催化剂一直是研究热点.本综述针对不同中低温SCR的工况,对比总结脱硝催化剂的应用、抗中毒机制与再生方法,最后对中低温SCR脱硝催化技术进行展望.
【总页数】10页(P92-101)
【作者】冯斌;邹伟欣;赵勇刚;董林
【作者单位】南京大学环境学院;江苏诺环新材料科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】O64
【相关文献】
1.抗SO2和H2O中毒的低温NH3-SCR脱硝催化剂研究进展
2.SCR脱硝催化剂抗砷中毒改性优化与再生研究进展
3.Mn基低温SCR催化剂抗中毒研究进展
4.低温NH_(3)-SCR脱硝催化剂抗水抗硫策略及研究进展
5.SCR催化剂抗碱(土)金属中毒及再生研究进展
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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 ）
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MnOx-基催化剂低温NH3-SCR脱硝研究进展
环境科学导刊2021,40（1）CN53-1225/X ISSN1673-9655 MnO x-基催化剂低温NH3-SCR脱硝研究进展赵中昆，陈鑫，许志志（云南省生态环境科学研究院，云南昆明655002）摘要：锰氧化物（MnO x）基催化剂在氨选择性催化还原（NH-SCR）脱除氮氧化物（NO x）的反应中具有高的低温催化活性。
然而，目前，缺乏从分子原子水平认知控制MnO x基催化剂低温活性的关键机制，进而难以采用可控策略实现NO x在更宽的温度窗口和更低温度的高效催化转化。
本文基于最新的研究进展，综述了催化剂制备方法、催化剂载体、异质杂原子掺杂以及催化剂形貌等因素对MnO x基催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响，深入认识了MnO x基催化剂脱硝的作用机理，简要介绍了该催化剂的抗硫抗水机理，并对MnO x基催化剂低温NH3-SCR脱硝反应的未来发展进行了展望。
关键词：氮氧化物；选择性催化还原；锰氧化物；脱硝中图分类号：X12文献标志码：A文章编号：1673-9655（2221）01-0001-032前言氮氧化物是主要的大气污染物，不仅会导致酸雨、光化学烟雾和雾霾（PM,）等环境问题，而且会危害人体健康[1_3]o为了缓解NO’污染，生态环境部制定了严格的排放标准，如：《GB18352.6-2216轻型汽车污染物排放标准限制及测量方法（中国第六阶段）》中2220年轻型车辆NO x的限值不超过60mg/kg o NO x脱除技术包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）和非选择性催化还原（NSCR）〔2o其中，氨选择性催化还原（NH-SCR）作为一种高效的NO x脱除手段得到了研究人员的广泛关注⑶o常见的NH3-SCR脱硝体系为金属氧化物基催化剂，活性组分主要有钒（V）、锰（Mn）、肺（Ce）和铁（Fe）基氧化物等[4-6]o锰氧化物（MnO x）催化剂由于具有多种价态和优异的氧化还原性能，表现出优良的低温（<255七）NH3-SCR脱硝活性⑸,成为NH3-SCR领域的研究热点。
金属负载型分子筛催化剂的NH3-SCR 机理研究进展
张文博1 ，陈佳玲1,* ，郭 立1 ，郑 伟1 ，王光华1 ，郑申棵2,* ，吴晓琴1,*
（1. 武汉科技大学 化学与化工学院 煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081； 2. 黄冈师范学院 化学化工学院 催化材料制备与应用湖北省重点实验室，湖北 黄冈 438000）
ห้องสมุดไป่ตู้
摘 要：在 NH3 选择性催化还原（NH3-SCR）反应中，由于具有宽温度窗口和良好的水热稳定性，金属负载型分子筛是具有
究金属负载型分子筛催化剂的 NH3-SCR 反应机理提供方法与思路。
关键词：NH3-SCR；分子筛；反应机理；反应动力学
中图分类号： X511
文献标识码： A
Research progress on NH3-SCR mechanism of metal-supported zeolite catalysts
ZHANG Wen-bo1 ，CHEN Jia-ling1,* ，GUO Li1 ，ZHENG Wei1 ，WANG Guang-hua1 ， ZHENG Shen-ke2,* ，WU Xiao-qin1,*
（1. Key Laboratory of Hubei Province for Coal Conversion and New Carbon Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China；
2. Hubei Key Laboratory for Processing and Application of Catalytic Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Huanggang Normal University, Huanggang 438000, China）
Fe基分子筛催化剂NH3-SCR性能研究中期报告
Fe基分子筛催化剂NH3-SCR性能研究中期报告
一、研究背景
氮氧化物（NOx）是空气污染的主要来源之一，对环境和人体健康
带来严重威胁。
而选择性催化还原（SCR）是一种有效的NOx减排技术，其中Fe基分子筛催化剂因其较高的选择性和反应活性而备受关注。
二、研究目的
本研究旨在探究Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR反应中的催化性能，包括催化剂的制备、表征以及性能评价等方面，为其在工业领域的应用
提供理论基础和技术支持。
三、研究内容
1. 催化剂的制备
通过水热合成法制备Fe基分子筛催化剂，并对催化剂进行XRD、SEM、TEM、BET等表征。
2. NH3-SCR反应性能测试
使用定量进样系统将NH3、NOx和氧气混合物送入反应器内，在不
同反应条件下测试催化剂的活性和选择性。
测试结果包括转化率、选择
性和抗空间速率等。
3. 催化剂的反应机理研究
通过催化剂表征和反应性能测试，探究Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR过程中的反应机理。
四、预期结果
1. 成功制备Fe基分子筛催化剂，并对其进行表征。
2. 评价催化剂在NH3-SCR反应中的活性和选择性。
3. 探究Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR过程中的反应机理。
五、研究意义
通过本研究，可以深入了解Fe基分子筛催化剂在NH3-SCR反应中的催化性能和反应机理，为其在工业领域的应用提供理论基础和技术支持，促进空气污染减排和环境保护工作。
一种MIL-100(Fe)催化剂用于NH3-SCR反应的方法[发明专利]
![一种MIL-100(Fe)催化剂用于NH3-SCR反应的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cec2e85b001ca300a6c30c22590102020640f275.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.04.30C N 103752168A (21)申请号 201410013317.9(22)申请日 2014.01.10B01D 53/88(2006.01)B01D 53/90(2006.01)B01D 53/56(2006.01)B01J 31/28(2006.01)(71)申请人大连理工大学地址116024 辽宁省大连市凌工路2号(72)发明人石勇 刘晓微 李春艳 肇启东李新勇(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人李宝元梅洪玉(54)发明名称一种MIL-100(Fe)催化剂用于NH3-SCR 反应的方法(57)摘要一种MIL-100(Fe)催化剂用于NH3-SCR 反应的方法，本发明属于大气污染控制烟气脱硝的技术领域，涉及一种用于NH 3-SCR 反应的Fe-MOFs 催化剂及其制备方法。
取不小于0.3g 的Fe-MOFs催化剂粉末，压片，破碎，筛分得到20-40目的NH 3-SCR 反应的Fe-MOFs 催化剂；将Fe-MOFs 催化剂置于反应管中的石英棉上，混合气体管通入反应管中，反应温度为25-300℃；混合气体为NO 、NH 3、O 2、N 2的混合，其流量为100ml/min ，NH 3与NO的浓度比为1:1-1.2，O 2浓度为混合气体流量的1-10%，N2作为反应的平衡气。
本发明是Fe-MOFs催化剂首次应用于NH 3-SCR 催化剂，取得了很好的脱硝效果。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页 附图6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书6页 附图6页(10)申请公布号CN 103752168 A1/1页1.一种MIL-100(Fe)催化剂用于NH 3-SCR 反应的方法，其特征在于如下步骤：（1）MIL-100(Fe)催化剂的前处理：将MIL-100(Fe)催化剂在5～15Mpa 条件下对其压片，破碎，筛分得到20-40目的Fe-MOFs 催化剂颗粒；（2）NH 3-SCR 反应：将步骤（1）得到的MIL-100(Fe)催化剂颗粒置于反应管中的石英棉上，混合气体管通入反应管中，密封管口；反应温度为25-300℃；其中，混合气体为NO 、NH 3、O 2、N 2的混合，其流量为100ml/min ，NH 3与NO 的浓度比为1:1-1.2，O 2浓度为混合气体流量的1-10%，N 2作为反应的平衡气。
Fe基分子筛催化剂NH3-SCR性能研究开题报告
Fe基分子筛催化剂NH3-SCR性能研究开题报告
一、研究背景和意义
在氮氧化物（NOx）的排放控制中，选择还原催化剂（SCR）技术已逐渐成为解决NOx污染的重要手段。
而Fe基分子筛催化剂由于具有良好的抗SO2、低温活性以及良好的稳定性等特点，在SCR技术中得到广泛应用和研究。
NH3作为SCR催化剂中的还原剂，也成为了当前SCR催化剂研究的焦点之一。
二、研究目的
本文旨在针对Fe基分子筛催化剂进行NH3-SCR性能的研究，通过实验方法探究催化剂的活性、选择性和稳定性等性能参数，并为其性能优化提供理论依据。
三、研究内容和方法
1. 制备Fe基分子筛催化剂，采用水热法，在高温下制备出多级孔结构的分子筛催化剂，利用浸渍法将铁负载到催化剂表面。
2. 研究催化剂的物理化学性质，运用XRD、SEM、TEM、H2-TPR等手段对催化剂的晶态结构、形貌、纯度、孔结构等性质进行表征。
3. 实验研究NH3-SCR反应的性能，采用固定床反应器，在不同的反应温度和空速条件下研究NH3-SCR反应性能，获得催化剂的反应活性和选择性等数据。
4. 研究催化剂的稳定性，对催化剂进行10次循环使用后的性能表现进行测试，评价催化剂的稳定性。
四、预期结果
通过本次研究，预期能够获得Fe基分子筛催化剂的NH3-SCR性能的详细信息，包括反应活性、选择性和稳定性等参数。
并通过分析研究结果，针对催化剂在反应中存在的问题，为提高NH3-SCR的反应效率、
减少能源的消耗提供改进方案。
同时，为Fe基分子筛催化剂的应用提供更具有指导意义的理论依据和技术支持。
Mg掺杂改性γ-Fe2O3催化剂NH3-SCR脱硝特性
Mg掺杂改性γ-Fe2O3催化剂NH3-SCR脱硝特性徐丽婷;牛胜利;路春美;王栋;张起;张亢;李婧【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)007【摘要】采用共沉淀-微波热解法制备一系列不同Mg掺杂比的Fe1_xMgxOz(x=0,0.1,0.2,0.3)催化剂,研究Mg掺杂对γ-Fe2O3催化剂SCR脱硝活性的影响,并借助XRD,N2吸附-脱附、SEM和EDS等手段对催化剂进行表征.Mg的最佳掺杂比为0.2,且Fe0.8 Mg0.2Oz催化剂在325℃时脱硝效率可达99.1％,同时活性温度窗口为250 ～350℃.Fe0.8 Mg0.2Oz催化剂主要活性组分为γ-Fe2O3,其中Mg以无定型状态存在,能够与晶格中的Fe相互作用形成良好的固溶体,其较大的比表面积(44.00 m2/g)、比孔容(0.19 cm3/g)为反应气体在催化剂表面吸附与活化提供了丰富的表面活性位;合理的孔结构分布、良好的孔间连通性则利于传质的快速进行.Fe0.8Mg0.2Oz催化剂最佳O2体积分数为3％,推荐NH3/NO为1;催化剂表面氧化能力的提高及反应物的快速吸附、活化有利于NH3-SCR反应的进行.【总页数】8页(P1884-1891)【作者】徐丽婷;牛胜利;路春美;王栋;张起;张亢;李婧【作者单位】山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061;山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061;山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061;清华大学环境学院,北京 100084;山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061;山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061;山东大学化学与化工学院,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】TQ534.9【相关文献】1.不同沉淀条件制备γ-Fe2O3催化剂的表征及其NH3-SCR性能 [J], 王栋;路春美;张信莉;刘洪涛;徐丽婷;彭建升2.Sn、Ti掺杂改性γ-Fe2O3催化剂结构及NH3-SCR脱硝活性研究 [J], 王栋;吴惊坤;牛胜利;路春美;徐丽婷;于贺伟;李婧3.TiO2负载型Fe0.8Mg0.2Oz催化剂NH3-SCR脱硝特性 [J], 徐丽婷;牛胜利;胡利华;路春美;张亢;张起;巩志强4.Sm掺杂对Fe2O3催化剂NH3-SCR反应活性及抗水抗硫性作用 [J], 孙传智;陈葳;贾轩轩;刘安鼐;高飞;冯帅;董林5.生物炭应用于低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展 [J], 汪怀建;涂翔;黄碧纯;袁超;鲁美娟;李丹萍;喻成龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Ce、La 改性的 Fe-ZSM-5催化剂对NH3-SCR 反应性能的影响
Ce、La 改性的 Fe-ZSM-5催化剂对NH3-SCR 反应性能的影响陈晔阳;林涛;刘志昆;曹毅;龚茂初;陈耀强【期刊名称】《化学研究与应用》【年(卷),期】2013(000)007【摘要】采用共浸渍法制备了整体式Ce-Fe/ZSM-5催化剂并用于NH3-SCR反应。
实验结果表明，所制备的催化剂具有良好的低温起燃性能，当反应空速为30，000h-1时，起燃温度T50为239℃，完全转化温度T90为328℃。
同时该催化剂具有良好的抗水热老化能力、抗硫性和空速性能，表明其具有很好的应用前景。
%Catalyst Ce-Fe/ZSM-5 was prepared by co-impregnation methodand was applied to NH 3-SCR reaction.The experimental results showed that the as-prepared monolith catalyst has good low-temperature light-off property,the light-off temperature T50 is at 239℃and the complete conversion temperature T 90 is at 328℃when the GHSV is 30,000h-1 ,meanwhile,this catalyst has good an-ti-hydrothermal ,anti-sulfur property as well as space velocity property ,indicating that it has nice application prospect.【总页数】4页(P1065-1068)【作者】陈晔阳;林涛;刘志昆;曹毅;龚茂初;陈耀强【作者单位】一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂，江苏无锡 214026;四川大学化学学院，四川成都 610064;四川大学化学学院，四川成都 610064;四川大学化学学院，四川成都 610064;四川大学化学学院，四川成都 610064;四川大学化学学院，四川成都 610064【正文语种】中文【中图分类】O643.32【相关文献】1.NH3-SCR反应中Fe-ZSM-5的Fe物种分布和酸性位对其水热稳定性及抗硫和抗碳氢性能的影响 [J], 石晓燕;贺泓;谢利娟2.Nd，Ce和La改性对Ni/SBA-15催化剂在CH4/CO2重整反应中性能的影响[J], 刘会敏;李宇明;吴昊;杨维维;贺德华3.CeO2和La2O3改性Pd/γ-Al2O3甲醇低温分解催化剂的研究Ⅰ.CeO2改性Pd/γ-Al2O3催化剂的结构和性能 [J], 杨成;任杰;孙予罕4.CeO2和La2O3改性Pd/γ-Al2O3甲醇低温分解催化剂的研究rnⅡ. La2O3对Pd/CeO2/γ-Al2O3催化剂结构和性能的影响 [J], 杨成;任杰;孙予罕5.Ce/Si比例对铈硅复合r氧化物催化剂NH3-SCR催化反应性能的影r响综合化学实验 [J], 张雷;方荣美;李川江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Ti改性铁镁催化剂NH_3-SCR性能及机理研究燃煤产生的氮氧化物(NOx)是导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞等环境问题的主要原因,对人类健康和生态平衡带来巨大的威胁。
面对日益严峻的减排形式,我国提出了严苛的减排要求与法规。
以NH3为还原剂的选择性催化还原(Selective Cata l ytic Reduction with NH3,NH3-SCR)技术是目前应用最广泛的NOx控制技术,催化剂是该技术的核心。
钒钛系脱硝催化剂凭借优越的脱硝性能、运行可靠、技术成熟而广泛应用,但因其成本高、氧化S02的能力较强、对环境造成二次污染等缺点,很大程度上限制了其长远发展。
而后颁布的将钒钛系废烟气脱硝催化剂纳入危险废弃物进行管理的规定更是进一步制约了其未来的应用前景。
因此,寻求可替代商用钒钛催化剂的高效廉价型非钒基催化剂势在必行。
与钒钛系催化剂相比,铁基催化剂具有来源广泛,价格低廉,无二次污染及废弃催化剂易处理等优势,具备替代钒钛系催化剂的潜质与趋势。
γ-Fe203作为催化剂具备良好的SCR脱硝潜能,备受国内外学者关注。
然而,,γ-Fe203催化剂较窄的活性温度窗口、高温段强烈的副反应及较差的抗毒化性能使得其尚且不能达到工业化应用的标准,有待进一步的改性优化研究。
本文从改性优化γ-Fe203催化剂的角度出发,通过寻求合适的助剂添加达到提高催化剂催化活性、拓宽催化剂温度窗口等目的。
首先,采用实验研究与表征分析等方法研究Mg掺杂对γ-Fe203催化剂的影响规律,以及煅烧温度对催化剂活性与微观结构的影响规律,在此基础上提出并系统研究了两种方式下Ti改性优化对铁镁复合氧化物催化剂催化性能的规律与
机制,通过对催化剂表面活性物种的分析,提出催化剂的反应机理与途径,最后探讨了前驱体对催化剂的影响特性。
本文开展的主要工作如下:采用共沉淀微波热解法制备以Mg为助剂的改性γ-Fe203催化剂,并系统研究了 Mg掺杂比及煅烧温度对催化剂NH3-SCR催化脱硝特性的影响。
表征分析发现Mg掺杂后催化剂中各元素强烈的相互作用可以使得其表现出比单一γ-Fe203更好的催化活性,实验得到最佳Mg掺杂比为0.2。
催化剂活性主分含量与比表面积、比孔容等微观性能共同决定催化剂的催化性
能;Fe0.8Mg0.2Oz催化剂在保证活性主分y-Fe203含量的同时,其较大的比表面积(44.00m2/g)、比孔容(0.19 cm3/g),良好的颗粒形貌与孔间连通性是其较γ-Fe2O3表现出更优越的催化活性的主要原因。
煅烧温度通过影响催化剂的活性主分及微观结构从而影响催化剂的催化性能,当煅烧温度过高或过低时会导致活性主分γ-Fe2O3中混杂α-Fe2O3,同时表面颗粒出现坍塌和团聚现象,均不利于SCR反应;研究得到铁镁催化剂适宜的煅烧温度为400 ℃。
分别采用共沉淀微波热解法和浸渍共沉淀微波热解法制备Ti 助剂掺杂铁镁催化剂、TiO2负载型铁镁催化剂,揭示以Ti作为助剂掺杂和TiO2作为负载两种途径对铁镁催化剂的优化改性规律,探究了 Ti改性对催化剂宏观活性与微观结构之间关系的影响。
Ti助剂掺杂量为7.5%时,催化剂的比表面积比孔容分别增大至52.16 m2/g 和0.24 cm3/g,表面颗粒的均匀分布及晶格氧的富集、元素间强协同作用均有利于反应的顺利进行;研究发现Ti的掺杂可以明显抑制350℃以上NH3分解与氧化的副反应,使得7.5%Ti-Fe08Mg0.2Oz催化剂活性温度窗口拓宽至225-400 ℃,表现出良好的抗毒化性能。
采用TiO2作为负载时,TiO2负载量对活性主分γ-Fe2O3
含量有较大影响。
Fe0.8Mg0.2Oz/TiO2(b)催化剂中,合适的TiO2负载量在保证活性主分γ
-Fe2O3含量的同时,可以细化催化剂晶粒直径,增大比表面积、比孔容,改善催化剂表面颗粒分布,从而对催化剂活性具有促进作用,其高温区间的催化活性及抗
毒化性能同样得到显著的提升。
深入探讨了 Ti改性铁镁复合氧化物催化剂的机制;通过对反应过程中催化剂表面活性物种的探究,揭示了催化剂的反应机理途径。
Ti的引入能够改变催化剂电子云密度与电子间引力,使各元素间表现出强
烈的协同作用,同时增强催化剂表面的氧化还原能力、提高催化剂的表面总酸量,从而起到对Fe0.8Mg0.2Oz催化剂的优化改性作用。
研究发现催化剂表面的弱酸酸性位是提高催化剂高温区间内的催化活性至关重要的因素。
催化剂反应路径同时遵循E-R及L-H机理。
且E-R机理在反应路径中的占比更大。
NH3的吸附发生在催化剂表面Lewis酸性位和Bronsted酸性位上,其中Lewis酸性位数量的增多是Ti改性铁镁复合氧化物催化剂具备良好催化活性及
宽广的活性温度窗口的重要原因;以配位形式吸附在Lewis酸性位上的NH3是影响催化剂催化性能的最关键的活性物种。
L-H机理中吸附态的NO中仅单齿硝酸
盐参与反应,双齿硝酸盐、桥式硝酸盐-亚硝酸盐及硝基物种并不参与反应。
通过选取不同的前驱体组合,初步研究了前驱体对具备最优催化活性的Ti
改性铁镁催化剂NH3-SCR脱硝及理化特性的影响机制,筛选出了最优前驱体组合。
共沉淀微波热解法制备不同前驱体的7.5%Ti-Fe0.8Mg0.2Oz催化剂并借助晶相
组成分析、微观孔隙结构与表面形貌、表面元素及化合价态等表征手段,发现不
同铁前驱体的选择明显影响催化剂主要活性成分、表面形貌与表面酸量及酸性位的分布。
以 FeSO4·7H2O、Mg(NO)3·6H20 为前驱体的 7.5%Ti-Fe0.8Mg0.20z催化剂以γ-Fe203为活性主分,表面颗粒呈现均匀的球状分布,弱酸酸性位及强酸酸性位均可参与到反应中,因此表现出最优的催化活性,其在225 ℃脱硝效率即可超过90%,为最优前驱体组合。
而采用Fe(N03)3·9H20为前驱体的催化剂以а
-Fe203为活性主分,表面由层状、片状结构堆积而成且强酸酸性位不参与反应,是其区别于其他催化剂的显著特点,导致其催化活性较差。
本文的研究对于开发高效、宽温度窗口的新型改性铁基复合氧化物催化剂具有重要的指导意义,对于控制我国NOx排放量及缓解我国严峻大气污染形式具有重要的参考价值。