煙氣中CO還原SO-,2-的催化劑和催化反應(yīng)的研究.pdf

1、天津大學(xué)博士學(xué)位論文煙氣中CO還原SO的催化劑和催化反應(yīng)的研究姓名：胡大為申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：工業(yè)催化指導(dǎo)教師：秦永寧2002.1.1天律大學(xué)博t學(xué)位論文摘要催化劑的活性與自身具有的氧化還原能力有必然的聯(lián)系。在Fe系鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的Ij位摻雜cu2和c03后，催化劑的氧化還原能力能夠得到提高，但催化劑的活性卻有所下降，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明這主要是因?yàn)閾诫sCu”和co”后催化劑表面會(huì)形成較多硫酸箍，不利于反應(yīng)進(jìn)行。A位摻雜sr”后，會(huì)使氧缺位變得

2、有序化，降低催化劑的氧化還原能力，使催化劑的活性也有所下降。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和表面金屬硫化物在催化還原sO。的反應(yīng)過(guò)程中都起到了重要作用，催化反應(yīng)的動(dòng)力來(lái)源于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)優(yōu)良的電子傳遞和氧傳導(dǎo)能力，而金屬硫化物對(duì)催化劑的活性尤其是低溫反應(yīng)條件下的活性有重要的貢獻(xiàn)。芷對(duì)系列過(guò)渡金屬硫化物和硫酸鹽催化劑進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，硫酸鹽催化劑對(duì)SOz的還原不具有任何活性，而不同過(guò)渡金屬硫化物的催化性能也有很大差距，其中FeS的性能最好，而KnS的性能最差，其他

3、幾種催化劑的活性順序依次為CoSCuSNiS。催化劑的活性與自身的氧化還原能力、硫化物所具有的晶相結(jié)構(gòu)、以及和s02的吸附鍵合作用力有密切的關(guān)系，通常氧化還原能力強(qiáng)的、具有多種硫化物晶相而且與S02吸附作用適中的比表面較大的硫化物都具有比較好的活性。因此在硫化物催化劑上的催化反應(yīng)機(jī)理很可能是貧、富含硫化合物的交替作用機(jī)理。催化劑的活性與金屬元素的電負(fù)性同樣存在很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，電負(fù)性適中的金屬元素的催化活性最高，電負(fù)性增大或減小都會(huì)使金屬

4、硫化物的活性下降。對(duì)不同比例的Fe、ce混合氧化物催化劑進(jìn)行研究后表明，盡管Ce02與Fe。0。機(jī)械混合煅燒后，并沒(méi)有出現(xiàn)復(fù)合氧化物，而且各自的晶型也沒(méi)有發(fā)生變化，但在Fe。03中摻入ce僥后會(huì)提高催化劑對(duì)co還原s倪反應(yīng)的活性和選擇性，ceQ的摻入量越多，催化劑的選擇性越好，而摻入40％Ce02的催化劑活性最高。催化劑表征結(jié)果顯示其中主要原因在于加入ceO。后催化劑的氧化還原性能得到了改進(jìn)，由于部分Ce參與到反應(yīng)當(dāng)中，使氧化還原反應(yīng)易