基于不銹鋼和鈦基板上納米結(jié)構(gòu)TiO2載體的SCR脫硝催化劑.pdf

1、氮氧化物(NOx)是大氣中常見的主要污染物，會形成酸雨以及光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重?fù)p害人體健康。煙氣排放的NOx是我國大氣NOx主要污染源，因此，開發(fā)煙氣脫硝催化劑對減少固定源排放的NOx具有重要的現(xiàn)實意義。本文研究了基于不銹鋼基板上納米線TiO2載體的釩鈦系選擇性催化還原(SCR)脫硝催化劑，以及基于Ti基板納米多孔TiO2載體的錳鈦系SCR脫硝催化劑。利用場發(fā)射掃描電鏡、能譜、X射線衍射和脫硝性能測試系統(tǒng)等技術(shù)系統(tǒng)研究了催化劑的成分、微觀形

2、貌和脫硝性能及其主要影響因素。
　　 論文取得主要研究結(jié)果如下：
　　 1.釩鈦系脫硝催化劑：通過電弧噴涂技術(shù)，在304不銹鋼基板上沉積TiN層，而后與含有0.02 mg/ml硝酸、0.2mg/ml三聚氰胺的20 wt.％的H2O2溶液在80℃恒溫條件下反應(yīng)6～72 h，隨后450℃熱處理2h，制備納米結(jié)構(gòu)TiO2。當(dāng)反應(yīng)時間為6～12h時，獲得納米線結(jié)構(gòu)；反應(yīng)時間為18～72 h時，則獲得納米多孔結(jié)構(gòu)。X射線衍射測試結(jié)

3、果表明，兩種結(jié)構(gòu)的TiO2均由銳鈦礦組成，含有少量金紅石成分。以納米線結(jié)構(gòu)的TiO2為載體，通過浸漬法制備了V-W/TiO2脫硝催化劑，對其進(jìn)行脫硝性能測試，結(jié)果表明，NOx進(jìn)氣口濃度在390～1100 ppm的范圍內(nèi)，其脫硝效率保持在88％左右基本不變；反應(yīng)溫度在250～350℃之間，脫硝效率波動很小；載氣N2流速在1.0～2.0 L·min-1內(nèi)，隨著流速的增大，脫硝效率有所下降但不明顯，當(dāng)流速增大到2.5 L·min-1時脫硝效率

4、明顯下降。
　　 2.錳鈦系脫硝催化劑：以10 wt％雙氧水直接氧化Ti片制備出銳鈦礦納米多孔TiO2載體，而后通過在80℃的Mn(CH3COO)2溶液中浸漬得到了Mn/TiO2催化劑。掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)MnOx以納米線和納米棒形式負(fù)載在納米多孔TiO2表面。性能測試結(jié)果表明，隨著MnOx負(fù)載量的增加，脫硝效率先增加后減少；當(dāng)Mn/(Mn+Ti)摩爾比值為0.12時，催化效果較高；反應(yīng)溫度為250℃時達(dá)到最高效率85.5％。

5、添加Fe元素后，Mn/TiO2的脫硝催化性能明顯提高，F(xiàn)e-Mn/TiO2的脫硝效率隨著Fe/Mn摩爾比的增加而提高，當(dāng)Fe/Mn摩爾比值為4.6時，F(xiàn)e-Mn/TiO2的脫硝效率在225℃時最高達(dá)到了93.8％；添加5.08 wt.％的Ce元素后，Mn/TiO2的脫硝催化性能沒有得到明顯改善；添加V元素后，Mn/TiO2催化劑的表面不再有納米線和納米棒狀的MnOx的存在，而出現(xiàn)了片狀物質(zhì)，并且0.71 wt.％V的添加也未能有效提高M(jìn)