化石燃料的燃燒和機(jī)動(dòng)車尾氣排放的氮氧化物會(huì)造成許多環(huán)境問題,如酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧等,從而危害動(dòng)植物的健康,并造成大量財(cái)產(chǎn)損失。因此,控制氮氧化物的人為排放勢(shì)在必行。在多種氮氧化物排放控制技術(shù)中,NH₃-SCR技術(shù)是目前最有效且廣泛應(yīng)用的技術(shù),而高效的催化劑是這一技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。目前被廣泛使用的商業(yè)催化劑是V₂O₅-WO₃（Mo）/Ti O₂催化劑,這一催化劑具有較高的活性和抗硫中毒性能,但是同時(shí)也存在高溫選擇性低、耐堿金屬能力差等問題。煙氣中除了NO_x以外,往往還含有堿金屬、重金屬以及磷等物質(zhì),這些物質(zhì)會(huì)造成催化劑中毒失活。因此,開發(fā)高活性高抗中毒性的脫硝催化劑,并深入探究其機(jī)理是目前脫硝催化劑研究的重點(diǎn)。本文從選擇強(qiáng)酸性載體、選擇酸性前驅(qū)體、摻入助劑的角度設(shè)計(jì)并制備了高效抗中毒的脫硝催化劑。并借助多種表征手段對(duì)催化劑的抗中毒機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本文內(nèi)容如下:（1）通過溶膠凝膠法制備了層狀磷酸鋯材料,以此作為催化劑載體合成了負(fù)載型的Ce O_... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SO2中毒影響Cu/SAPO-34催化劑NH3-SCR反應(yīng)的機(jī)制[36]

上海大學(xué)碩士學(xué)位論文6響較小，并且水對(duì)催化劑的影響是可逆的。Han等人提出H2O對(duì)V2O5/AC催化劑的SCR活性有抑制作用，但其抑制作用是可逆的[37]。圖1.1SO2中毒影響Cu/SAPO-34催化劑NH3-SCR反應(yīng)的機(jī)制[36]磷化合物一般存在于使用以生物質(zhì)燃料或生物質(zhì)柴油為燃料的場(chǎng)合中。磷中毒的主要原因有：磷化合物堵塞催化劑孔道、磷與活性組分結(jié)合生成磷酸鹽物種導(dǎo)致催化結(jié)構(gòu)的破壞以及降低催化劑的氧化還原能力。Xie等人發(fā)現(xiàn)磷會(huì)對(duì)汽車催化劑Cu-SSZ-13造成不可逆失活。首先磷使得Cu更難被還原，其次在分子篩的籠中生成了磷酸銅降低了銅的活性，最后催化劑的結(jié)晶也明顯下降，這些不可逆的影響造成了催化劑的中毒失活[38]。Chen等人將磷中毒對(duì)Cu-SSZ-13催化劑的影響總結(jié)為：（1）孔道堵塞；（2）脫鋁和酸性的下降；（3）磷和CuO之間的相互作用及（4）磷和孤立的Cu2+之間的相互作用（圖1.2）[39]。這些共同造成了催化劑的不可逆失活。圖1.2磷中毒使Cu-SSZ-13催化劑失活的機(jī)理[39]燃煤電廠，工業(yè)爐和城市固體廢物焚燒爐的煙氣中也廣泛存在HCl。催化劑的HCl中毒也是造成失活的原因之一。例如，HCl對(duì)V2O5/TiO2催化劑的影響主要是由于釩氧化物活性位的部分損失[40]。HCl對(duì)Ce/TiO2活性的降低主要是由

上海大學(xué)碩士學(xué)位論文8催化劑的毒害作用，發(fā)現(xiàn)Mn/TiO2表面重金屬摻雜會(huì)導(dǎo)致還原性、表面酸度和NO吸附能力大大降低[49]。Peng等人比較了堿金屬和砷對(duì)V2O5-WO3/TiO2催化劑的毒害作用，發(fā)現(xiàn)砷的引入會(huì)減少Lews酸位點(diǎn)的數(shù)量，降低Brnsted酸位點(diǎn)的穩(wěn)定性，并且會(huì)增加N2O的產(chǎn)生[50,51]。Li等人將砷加入到CeO2-WO3/TiO2催化劑上，發(fā)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致催化劑比表面積、表面活性物種、路易斯酸位和表面吸附NOx物種的減少[52]。通過前人的研究可知，重金屬對(duì)催化劑的酸性和氧化還原性能都會(huì)產(chǎn)生不利影響。圖1.3在新鮮的和K中毒的Cu-SSZ-13催化劑上，銅物種的演化及其在NH3-SCR和NH3氧化反應(yīng)中的作用[47]1.3.3抗中毒機(jī)理的研究進(jìn)展由于煙氣中的中毒物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響催化劑的活性和使用壽命，因此在開發(fā)新型脫硝催化劑時(shí)，不僅要考慮催化劑的活性，還要考慮催化劑的抗中毒性能。研究者們?cè)谘芯窟@些中毒物質(zhì)對(duì)催化劑毒害作用的同時(shí)也提出了一系列的抗中毒機(jī)理，了解抗中毒的機(jī)理可以為設(shè)計(jì)高效抗中毒催化劑提供很好的思路。抗硫中毒機(jī)理：（1）減少SO2的吸附/氧化；（2）在硫酸鹽物種共存的情況下改善活性中間物種的吸附；（3）建立犧牲位保護(hù)活性位點(diǎn)；（4）促進(jìn)硫酸鹽的分解；（5）尋找本身具有抗硫作用的元素。從酸性/堿性性質(zhì)來看，增加催化劑的酸性可以在一定程度上降低SO2的吸附。Zhao等人將SiO2和Al2O3引入到CeO2/TiO2中，提高了催化劑的酸度并中和CeO2的某些堿度，從而降低了SO2的吸附[53]。Zhang等人提出了一種如圖1.4所示的TiO2/CeO2催化劑構(gòu)型，TiO2起

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]火電廠氮氧化物減排及SCR煙氣脫硝技術(shù)研究[J]. 鄧建華.  機(jī)電信息. 2019(20)
[2]Catalytic activity of Cu-SSZ-13 prepared with different methods for NH3-SCR reaction[J]. Meng-Jie Han,Yun-Lei Jiao,Chun-Hong Zhou,Yang-Long Guo,Yun Guo,Guan-Zhong Lu,Li Wang,Wang-Cheng Zhan.  Rare Metals. 2019(03)
[3]大氣中氮氧化物的危害及治理[J]. 王禹蘇,張蕾,陳吉浩,文欣.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2019(07)
[4]電站煤粉爐氮氧化物控制技術(shù)[J]. 宮家宏.  電力設(shè)備管理. 2018(10)
[5]Alkali resistance promotion of Ce-doped vanadium-titanic-based NH3-SCR catalysts[J]. Zidi Yan,Xiaoyan Shi,Yunbo Yu,Hong He.  Journal of Environmental Sciences. 2018(11)
[6]簡述含氮氧化物廢氣治理方法[J]. 池關(guān)南.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2017(20)
[7]Effect of barium sulfate modification on the SO2 tolerance of V2O5/TiO2 catalyst for NH3-SCR reaction[J]. Tengfei Xu,Xiaodong Wu,Xuesong Liu,Li Cao,Qiwei Lin,Duan Weng.  Journal of Environmental Sciences. 2017(07)
[8]制備方法對(duì)MnOx-CeO2催化劑理化性質(zhì)及低溫NH3-SCR脫硝性能的影響（英文）[J]. 姚小江,馬凱莉,鄒偉欣,何圣貴,安繼斌,楊復(fù)沫,董林.  催化學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]Modification of Cu/ZSM-5 catalyst with CeO2 for selective catalytic reduction of NOx with ammonia[J]. 劉雪松,吳曉東,翁端,石磊.  Journal of Rare Earths. 2016(10)
[10]氮氧化物排放現(xiàn)狀及防治對(duì)策分析[J]. 芶永桃,張饒,陳琴.  瀘天化科技. 2014(02)

碩士論文
[1]鐵錳氧化物NH3低溫選擇性催化還原NO的性能研究[D]. 唐南.湘潭大學(xué) 2018
[2]Mn-V-Ce/TiO2低溫催化處理NOx活性及抗毒化性能研究[D]. 鄭足紅.湘潭大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3498491