SCR脱硝催化剂前景：氮氧化物(NOx)是大气环境的主要污染物之一,对人体健康和生态环境都有巨大的危害。NOx来源于燃料燃烧产生的烟气中,主要存在形式是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等[1],其中以NO为主,占NOx总量的90%以上,其次是NO2。在大气中,NO又会被氧化为NO2,而NO2在紫外线照射的条件下,与烟气中的CHx反应,生成一种光化学烟雾,毒性是NO的4~5倍,对人体多数器官以及动植物均有极大的危害。N2O虽然含量较低,是形成近地表大气臭氧污染、二次微细颗粒物污染以及地表水富营养化的前提物质,由此引起的环境问题已成为大气环境污染的热点问题[2-3]。2003年我国NOx排放超过1600万t,到2012年已达2194万t,成为世界第一NOx排放国。因此,控制NOx排放已成为大气污染治理的重要任务。
目前实现工业化应用的脱硝技术主要是以NH3为还原剂的选择性催化还原(SCR)脱硝技术。脱硝催化剂是SCR脱硝技术的核心,目前,已商业化的脱硝催化剂是以V2O5+WO3(MoO3)/TiO2(锐钛矿)作为活性组分,该脱硝催化剂的活性温度窗口在300~400℃,在高温区易受烟气中SO2和灰的影响而降低脱硝催化剂寿命,因此高效、低温SCR脱硝催化剂成为近年来的研究热点。
非载体型锰(MnOx)系脱硝催化剂1)非负载型锰系脱硝催化剂构成中只有活性组分---MnOx或以MnOx为主要活性组分添加其他金属氧化物的复合脱硝催化剂。对于单活性组分的MnOx脱硝催化剂,针对锰的多价多价,Kapteijn等[8-9]对单组分的MnOx做了较详细的研究,制备了不同价态的纯MnOx,评价了不同价态的Mn脱硝催化剂NH3-SCR反应催化活性。结果表明,MnO2的催化活性最高,MnO的催化活性最低;Mn2O3脱硝催化剂上的反应具有最高的N2选择性,非载体型脱硝催化剂的催化活性和选择性与脱硝催化剂的氧化态和结晶程度密切相关。Tang等[10]研究了3种不同类型的无载体MnOx脱硝催化剂,结果表明,脱硝催化剂具有较高低温活性的关键因素是MnOx结晶状态的无定型和较大的比表面积。非负载型锰系脱硝催化剂的主要制备方法为共沉淀法(可获得较高的比表面积),因此,沉淀剂的选择也成为影响脱硝催化剂性能的一个因素。
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