蜂窩狀釩鉬鈦脫硝催化劑的涂覆技術(shù)及性能研究.pdf

1、隨著近年來(lái)燃煤煙氣和機(jī)動(dòng)車(chē)輛尾氣中NOx的大量排放導(dǎo)致大氣污染問(wèn)題的日益突出，以及人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸提高，使得以NH3作為還原劑選擇催化還原(NH3-SCR)大氣中的氮氧化物技術(shù)成為目前一個(gè)研究熱點(diǎn)并得到廣泛應(yīng)用。蜂窩狀整體擠出式V2O5-WO3/TiO2催化劑已成功應(yīng)用于工業(yè)煙氣脫硝領(lǐng)域，但催化劑用量大成本高。鑒于我國(guó)含砷的燃煤較多，需添加具有一定抗砷中毒效應(yīng)的鉬助劑，然而鉬添加到V2O5/TiO2催化劑后會(huì)對(duì)催化劑整體機(jī)械強(qiáng)度

2、造成一定程度的下降。堇青石蜂窩陶瓷機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小，已經(jīng)被廣泛作為蜂窩狀涂覆型催化劑的基體材料，此類(lèi)催化劑目前多應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣處理，由于此類(lèi)催化劑具有較大的孔密度，涂層負(fù)載量有限易脫落，因此尚未見(jiàn)工業(yè)大流量煙氣處理應(yīng)用的成功實(shí)例。
　　本課題創(chuàng)新的采用大孔徑的堇青石作為基體材料，通過(guò)溶膠凝膠法制備高固低粘的納米TiO2溶膠，采用浸凃法涂覆載體涂層和負(fù)載釩鉬活性組分。同時(shí)借助超聲處理、XRD、UV-visDRS、Raman

3、及XPS等多種表征手段將催化劑制備工藝(包括涂覆次數(shù)和時(shí)間、干燥溫度和時(shí)間、活性組分浸漬液濃度、活性組分浸漬方式和釩鉬比)對(duì)載體涂層和活性組分負(fù)載量、涂層粘結(jié)強(qiáng)度、催化劑及組分結(jié)構(gòu)形貌、氧化還原性能及催化活性等的影響進(jìn)行了詳細(xì)深入的分析。
　?、僭谕扛布敖n過(guò)程中，載體涂層及活性組分的吸附速率快，均約為0.5h就達(dá)到了吸附飽和，增加涂覆及浸漬次數(shù)，均可顯著增大載體涂層及活性組分的整體負(fù)載量，但增量逐次遞減。載體涂層及活性組分固化過(guò)

4、程中，80℃的固載溫度最宜，約1h負(fù)載量保持穩(wěn)定；
　?、诖呋瘎┩繉泳鶆蚱秸识鄬痈采w，表層具有輕微開(kāi)裂無(wú)掉皮，具有極強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度強(qiáng)。涂覆過(guò)程不影響催化劑涂層內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，其等溫吸附脫附曲線(xiàn)呈IV類(lèi)，具有介孔和少量大孔；
　?、坫f的引入能夠明顯抑制釩氧物種晶體的晶粒生長(zhǎng)，促使部分孤立態(tài)的釩進(jìn)入了TiO2的晶格中，造成剩余電子結(jié)合能向高場(chǎng)移位，V2p結(jié)合能向低場(chǎng)位移。鉬對(duì)釩也存在誘導(dǎo)效應(yīng)，使V2p剩余電子的結(jié)合能向高場(chǎng)移位，M

5、o3d結(jié)合能向低場(chǎng)位移；
　?、芊纸に囍袃?yōu)先浸漬鉬可以更大程度提高活性物種在催化劑表面分散，提高其氧化還原性能，使還原溫度向低溫偏移，增大釩氧物種的帶隙寬度并提高催化劑高溫段的催化活性。共浸方式浸漬鉬較之于分浸，更能有效的抑制釩的結(jié)晶化，促使其與載體發(fā)生鍵合作用，鉬以促進(jìn)釩和載體鍵合為主，對(duì)晶態(tài)釩氧物種的摻雜作用要弱。所有樣品均具有較強(qiáng)的抗硫性；
　?、萁n液濃度增大提高了活性物種的結(jié)晶度，使其氧化性增大，降低了高溫段催化