Fe/Ga2O3-Al2O3催化甲烷还原NO的性能

以甲烷为还原剂的选择性催化脱硝技术(SCR-CH4)是一种很有潜力的新的脱硝方法,但催化剂的催化活性比较低。为了提高催化剂的活性以及抗水能力,可使用Fe对Al2O3负载的Ga2O3催化剂进行改性。采用共沉淀法,制备了xFe/Ga2O3-Al2O3催化剂,在固定床反应器中测试其选择性催化CH4还原NO的性能。使用XRD、N2吸附脱附、XPS、H2-TPR、Py-IR等方法进行表征。结果表明:经过Fe改性后的催化剂提高了中高温的催化活性,提高了催化剂的N2选择性,并改善了催化剂的抗水特性;5Fe/Ga2O3-Al2O3催化剂在500℃、富氧条件下,达到76%的NO转化率和100%的N2选择性;在5%水蒸气条件下,5Fe/Ga2O3-Al2O3在500℃仍保持60%以上的NO转化率。N2吸附脱附结果显示,引入Fe后,催化剂保持了原有比表面积,并且大大增加了催化剂孔径,可提高催化剂抗水能力。XPS与UV-vis显示,5Fe/Ga2O3-Al2O3具有高含量的游离态Fe3+,可提高催化剂的中高温活性。H2-TPR结果显示,Fe的引入提高了催化剂氧化还原能力,增强了原有Ga2O3-Al2O3中高温的还原活性。Py-FT-IR结果显示,催化剂表面同时存在Lewis酸和Br?nsted酸,铁的引入增加了催化剂表面的Lewis酸量。因此,Fe修饰Ga2O3-Al2O3是提高Ga2O3-Al2O3催化剂的SCR-CH4脱硝性能的有效方法。