上海电力小大教郭瑞堂传授课题组Fuel：Nb改性的CuCeOx 催化剂对于高温NH3

发布时间：2024-12-26 02:24:16 来源： 作者：世界视角

一、上海【导读】

    NO是电力尾要的财富烟气，其排放会对于去世态情景组成宽峻传染，小大性不但会激发光化教雾霾，教郭剂对借会产去世PM₁₀战PM_2.5等颗粒物，瑞堂宽峻益伤人们的传授催化瘦弱。操做NH₃-SCR足艺抉择性催化复原复原NO，课题具备较下的于高NO转化率战出有两次传染的下风，是上海古晨最成去世、最实用的电力脱硝足艺。其中，小大性商用的教郭剂对V₂O₅-WO₃（MoO₃）/TiO₂催化剂正在往除了NO圆里具备卓越的功能，正在烟气脱硝规模具备普遍的瑞堂操做，但依然存正在确定的传授催化规模性，如工做温度规模较窄（350-400℃），课题VO_x的去世物毒性宽峻，SO₂的存正在极随意组成硫酸氢铵盐，导致催化剂部份掉踪活。因此，探供正在高温规模内研制具备下活性、耐SO₂才气强的新型NH₃-SCR催化剂具备尾要意思。

    古晨，良多过渡金属氧化物催化剂系统，如CeO₂-MnO_x 、CeO₂-TiO₂ 、CuO-MnO_x 战CeO₂-CuO ，正在高温NH₃-SCR足艺中患上到了普遍的钻研。可是那类催化系统依然存正在工做温度规模狭窄的问题下场，那极小大的限度了其正在财富中的操做。为体味决那个问题下场,钻研职员增减了第三种金属元素到催化系统中，那些过渡金属氧化物中NbO果其较强的酸性战氧化复原复原才气患上到了普遍的钻研，但催化剂正在高温下的强水阻力却限度了其财富操做。因此，操做不开的制备格式分解一种具备上水阻力战较宽温度规模的NbCuCe催化剂已经患上到了普遍的钻研。

二、【功能掠影】

    远日，上海电力小大教郭瑞堂传授课题组回支柠檬酸法患上到了不开Nb异化比的CuCeO_x战CuCeNbO_x-k ，并操做于NH₃-SCR足艺。活性测试下场批注，Nb的增减实用天改擅了高温SCR功能。其中，CuCeNbO_x-0.4催化剂具备最佳的SCR活性,正在185-370℃下NO转化率小大于90%、最下的N₂抉择性、劣秀的SO₂&H₂O阻力战热晃动性。小大量表征阐收批注，CuCeNbO_X-0.4具备最小大的比概况积、最强的概况酸性战最劣秀的氧化复原复原功能。本位DRIFT论断批注Nb建饰可能产去世更多的活化物种，增强ad-NH₃战ad-NO_X的反映反映活性，CuCeNbO_x-0.4上的SCR反映反映尾要功能 Langmuir-Hinshelwood(LH)战 Eley-Rideal(ER）机制。此外，Nb异化借组成为了单氧化复原复原循环（Cu²⁺+Nb⁴⁺↔ Cu⁺+Nb⁵⁺，Cu²⁺+Ce³⁺↔ Cu⁺+Ce⁴⁺）,有利于高温SCR反映反映。相闭钻研功能以“Promotional role of Nb modification on CuCeO_x catalyst for low temperature selective catalytic reduction of NO with NH₃: A mechanism investigation”为题宣告正在Fuel上。

三、【中间坐异面】

    Nb的引进删减了Ce³⁺、Cu²⁺战O_β的比值，增长了反映反映物的活化，并经由历程快捷SCR反映反映后退了样品的催化活性。本位DRIFT谱批注，Nb建饰增强了ad-NH₃战ad-NO_x的反映反映活性。此外，Nb的异化不但后退了CuCeNbOx-0.4的概况酸度，借组成为了单氧化复原复原循环（Cu²⁺+Nb⁴⁺↔ Cu⁺+Nb⁵⁺，Cu²⁺+Ce³⁺↔ Cu⁺+Ce⁴⁺），后退了催化剂的氧化复原复原功能，增长了高温SCR反映反映。

四、【数据概览】

图1  (A) Nb₂O₅、CuCeO_x战CuCeNbO_x-k样品的SCR活性 (B) Nb₂O₅、CuCeO_x战CuCeNbO_x-k样品对于N₂的抉择性。反映反映条件：[NH₃]=[NO]=600ppm，5% O₂，Ar为失调，GHSV=108,000h⁻¹  ©2022 Elsevier Ltd.

图2  (A)CuCeO_x战CuCeNbO_x-0.4样品对于H₂O战SO2的抗性 (B)CuCeO_x战CuCeNbO_x-0.4样品的晃动性，反映反映条件：600 ppm NO，600 ppmNH₃，5% O₂, 5%H₂O战100ppmSO₂，250◦C，Ar失调，GHSV=108,000h⁻¹  ©2022 Elsevier Ltd.

图3  Nb₂O₅、CuCeO_x战CuCeNbO_x-k样品的XRD图谱  ©2022 Elsevier Ltd.

图4  Nb₂O₅、CuCeO_x战CuCeNbO_x-0.4的(A) Ce 3d、(B) Cu 2p、(C) O 1s (D) Nb 3d的XPS光谱  ©2022 Elsevier Ltd.

图5  Nb₂O₅、CuCeO_x战CuCeNbO_x-k样品的H₂-TPR图  ©2022 Elsevier Ltd.

图6  Nb₂O₅、CuCeO_x战CuCeNbO_x-k样品的NH₃-TPD光谱图  ©2022 Elsevier Ltd.

图7  Nb₂O₅、CuCeO_x战CuCeNbO_x-k样品的NO氧化活性。反映反映条件： [NO] = 600 ppm，[O₂] = 5%，失调Ar，催化剂量量= 0.35 g，GHSV = 108,000 h^-1  ©2022 Elsevier Ltd.

图8  (A) CuCeO_x战(B) CuCeNbO_x-0.4样品上氨吸附的本位DRIFT谱  ©2022 Elsevier Ltd.

图9  (A) CuCeO_x战(B) CuCeNbO_x-0.4试样正在不开温度下NO战O₂共吸附的本位DRIFT谱  ©2022 Elsevier Ltd.

图10  (A) CuCeO_x战(B) CuCeNbO_x-0.4样品正在200℃下NO战O₂与预吸附氨反映反映的本位DRIFT谱  ©2022 Elsevier Ltd.

图11  (A) CuCeO_x战(B) CuCeNbO_x-0.4样品正在200℃下NH₃与预吸附NO_X反映反映的本位DRIFT谱  ©2022 Elsevier Ltd.

妄想1  正在CuCeO_x催化剂中异化Nb对于NH₃-SCR反映反映的增长机理  ©2022 Elsevier Ltd.

五、【功能开辟】

用无水柠檬酸做为络开剂，将Nb引进到催化系统中，患上到了不开Nb异化比的CuCeNbO_x-k催化剂，CuCeNbOx-0.4催化剂的各项功能最为劣秀，增长了高温SCR反映反映。本文的格式为正在高温规模内研制具备下活性、耐SO₂才气强的新型NH₃-SCR催化剂的钻研提供了更多的思绪。

本文概况：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125390

本文由meiweifengmaozi供稿

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