富氧條件下甲烷還原NO沸石負載鈷催化劑的性能研究.pdf

1、煤、石油等的燃燒滿足了人類對于能源需求的同時，排放的尾氣(Nox)造成了嚴重的環(huán)境污染，不僅能導(dǎo)致光化學(xué)霧和酸雨，而且極大地破壞大氣臭氧層，直接危害人類生存。因而，脫除Nox技術(shù)的研究越來越受到重視。甲烷不僅儲量豐富容易獲得，而且燃燒尾氣中存在部分甲烷，隨著天然氣機車的開發(fā)成功，富氧條件下甲烷選擇還原Nox(CH4-SCR)被認為最具應(yīng)用前景。
　　 本文采用復(fù)合沸石分子篩(Beta-mordenite zeolite)為載體，

2、對Co-BMZ復(fù)合催化劑進行了詳細的反應(yīng)性能評價和表征，并探討了反應(yīng)機理。考察了Co-Beta和Mn-ZSM-5催化劑的抗SO2毒化性能，采用H2-TPR、DRS-UV-Vis、NO-TPD和SO2-TPSR表征SO2毒化催化劑機理。探討了堿處理ZSM-5載體負載Co催化劑與傳統(tǒng)方法制備Co-ZSM-5催化劑性能的差異，揭示了堿處理后催化劑具有較高活性的原因。
　　 XRD、SEM、HRTEM等表征手段證實合成BMZ復(fù)合沸石分子

3、篩具有BEA和MOR的拓撲結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，Co-BMZ復(fù)合催化劑中隨著載體MOR拓撲結(jié)構(gòu)的含量的增加，催化劑的催化活性有所降低。Co-BMZ復(fù)合分子篩催化劑比Co-MOR和Co-Beta單一催化劑表現(xiàn)出較好的催化活性和抗水性能。吡啶紅外結(jié)果表明，Co-BMZ復(fù)合分子篩催化劑具有比Co-MOR和Co-Beta單一催化劑更多的B酸和L酸。H2-TPR結(jié)果表明，Co-BMZ復(fù)合催化劑上主要以Co2+離子的形式存在，降低了Co氧化物生成，抑

4、制了CH4的燃燒，提高催化劑的性能。NO原位紅外研究結(jié)果表明，Co-BMZ-1復(fù)合催化劑低溫階段吸附的NO主要以NO+和Noy-的形式吸附在催化劑上，隨著反應(yīng)溫度的增加和吸附時間的延長出現(xiàn)了在Co2+和Co3+離子吸附間物種的轉(zhuǎn)換，表明在復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑上存在著Co2+/Co3+氧化還原循環(huán)。
　　 Co-Beta催化劑具有較好的抗SO2毒化和可逆性能。毒化前后Co-Beta催化劑的DRS-UV-vis、H2-TPR和N2吸附表征

5、，揭示了催化劑失活的原因：毒化后催化劑表面積減少，部分堵塞了分子篩的孔道，降低了反應(yīng)物向離子中心的擴散；β–位Co2+離子數(shù)目減少，吸附NO的能力減弱，都導(dǎo)致了催化劑的活性降低。在含SO2體系中，Mn-ZSM-5催化劑上NO轉(zhuǎn)化率在T≤550 ℃時明顯下降，但在T≥600 ℃時基本不受影響，歸因于較高溫度下SO2在Mn/ZSM-5活性位形成的含硫物種吸附量的減少。
　　 堿處理后的ZSM-5載體上產(chǎn)生了新的中孔而沒有改變原有的微