Mo对平板式V-Mo/Ti脱硝催化剂活性及SO_(2)氧化性能的影响

在工业脱硝催化剂生产线上制备不同MoO_(3)含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂,通过XRF、XRD、N_(2)吸附-脱附、Raman、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、SO_(2)-TPD、TG和耐磨强度对催化剂物化性质进行分析。在固定床反应器中考察催化剂的脱硝活性,并研究MoO_(3)含量对催化剂SO_(2)氧化性能的影响。结果表明,提高催化剂中MoO_(3)含量,对催化剂的晶型、孔结构影响较小,对催化剂单板的机械性能有一定的负面影响。相比V-Mo(3)/Ti催化剂,V-Mo(5)/Ti催化剂的酸性变化不大,还原性能提升,具有更好的脱硝活性。当MoO_(3)含量达到质量分数6.98%时,催化剂的总酸量明显降低,导致脱硝活性下降。提高催化剂中MoO_(3)含量造成脱硝反应过程中副产物N_(2) O生成量的增加,但较高的MoO_(3)含量可以有效减少催化剂对SO_(2)的吸附,减少脱硝反应过程中硫酸氢铵的生成。综合来看,V-Mo(5)/Ti催化剂显示了最佳的反应性能。

Cd对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

为明确燃煤烟气飞灰中Cd元素对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响,采用浸渍法,制备V-Mo-Cd/Ti催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-程序升温还原(TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和NH_(3)-程度升温脱附(TPD)等手段,研究了Cd对催化剂物理化学性能的影响。同时,在固定床微型反应器上考察了不同催化剂的脱硝性能。结果表明:Cd会降低催化剂的比表面积。相比V-Mo/Ti催化剂,V-Mo-Cd/Ti催化剂上的V^(5+)物种减少,V^(5+)/(V^(3+)+V^(4+)+V^(5+))比率降低。此外,Cd还会造成催化剂的O_(α)/(O_(α)+O_(β))比率和表面酸量的降低。因此,V-Mo-Cd/Ti催化剂的脱硝活性低于V-Mo/Ti催化剂。通过将V-Mo/Ti催化剂中MoO_(3)的质量分数由3%提升至5%,可以有效减小Cd对催化剂的负面影响。

Nb改性V-Mo/Ti脱硝催化剂的抗Na中毒性能研究

分别制备了V-Mo/Ti和V-Mo-Nb/Ti脱硝催化剂,对比研究了两种催化剂的脱硝活性和抗Na中毒性能。采用XRD、BET、NH3-TPD、H2-TPR和XPS对催化剂进行表征分析。结果显示:添加Nb可有效抑制催化剂因Na中毒而导致的酸性、还原性下降,以及催化剂表面化学吸附氧的减少。因此,相比V-Mo/Ti-Na催化剂,V-Mo-Nb/Ti-Na催化剂体现了较好的脱硝活性。

酸改性海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂的应用研究

为提升海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂中的应用效果,对海泡石进行酸处理改性。在V-Mo/Ti脱硝催化剂制备过程中分别加入海泡石和酸改性海泡石,采用XRD、N 2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-vis、H 2-TPR、XPS、NH 3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示:酸改性处理有效提高了海泡石的比表面积和孔容,有利于催化剂上活性组分的分散,从而提升了催化剂的还原性能。酸改性前后海泡石的酸性变化,对催化剂的酸性影响较小。相比海泡石,采用酸改性海泡石所制备的催化剂,脱硝效率高,反应过程中N 2 O生成量少。

浸渍液pH值对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响研究

为提升V-Mo/Ti催化剂的脱硝性能,在催化剂制备过程中调节浸渍工艺参数,制备了一系列不同浸渍液pH值的催化剂,采用XRD、N2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-Vis、H2-TPR、NH3-TPD等手段对催化剂进行表征,考察了pH值的变化对催化剂物理化学性能的影响,采用固定床微型反应器对催化剂的脱硝性能进行评价。结果表明,降低浸渍液pH值,可以抑制催化剂上VOx物种的聚合,提升催化剂的还原性能,有利于提升催化剂的脱硝效率,降低脱硝反应过程中N2O生成量。同时,浸渍液pH值的变化,也会影响催化剂的酸性性能。当浸渍液pH值低于3.64时,催化剂酸性性能显著降低,造成催化剂脱硝性能降低;当浸渍液pH值控制在3.64时,催化剂的还原性能和酸性性能匹配较好,从而显示了较高的脱硝性能。

Cr对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

采用浸渍法将不同含量的Cr_(2)O_(3)负载在工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上,并通过XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR、XPS、N_(2)-吸附脱附、拉曼光谱等手段对催化剂进行表征分析。使用固定床微型反应评价装置对不同催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明:工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上负载Cr_(2)O_(3),对催化剂的孔结构影响较小;V-Mo-Cr/Ti催化剂与V-Mo/Ti催化剂相比具备更多的表面酸量。但由于受Cr_(2)O_(3)的影响,催化剂的还原性能较低,化学吸附氧含量较少。与V-Mo/Ti催化剂相比,V-Mo-Cr/Ti催化剂在250-430℃温度区间内的脱硝效率较低,N_(2)O生成量较多。

烟气中Fe_(2)O_(3)对商用V-Mo/Ti脱硝催化剂的性能影响研究

为明确燃煤烟气飞灰中Fe_(2)O_(3)对商用脱硝催化剂的影响,采用浸渍法制备了不同Fe_(2)O_(3)负载量的V-Mo-Fe/Ti脱硝催化剂。通过XRF、XRD、N_(2)-吸附脱附、NH 3-TPD、H_(2)-TPR、XPS等表征手段对催化剂的物理化学性能进行分析。随后,使用固定床微型反应评价装置对催化剂进行了脱硝性能检测。结果表明,Fe_(2)O_(3)的负载对催化剂的晶型和孔结构影响不大,却能提升催化剂的酸性和还原性能。然而,Fe_(2)O_(3)同时会对催化剂活性位产生覆盖作用,导致催化剂化学吸附氧含量以及脱硝活性的降低。此外,Fe_(2)O_(3)会增加硫酸氢铵在催化剂上的沉积,影响催化剂的运行稳定性。

Co对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的影响

为提升工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的低温活性,拓展催化剂的活性温度窗口,对催化剂进行过渡金属元素Co改性。通过浸渍法制备了一系列不同CoO负载量的V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRF、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、拉曼光谱和NH_(3)-TPD对不同催化剂进行表征,分析了CoO对催化剂物理化学性质的影响。通过固定床微型反应评价装置,对不同催化剂的脱硝性能和抗SO_(2)、H_(2)O性能进行测试。研究表明:CoO负载对V-Mo/Ti催化剂的孔结构、晶型影响较小。V-Mo-Co/Ti催化剂上VO_(x)、MoO_(x)物种的结构也与V-Mo/Ti催化剂基本一致。向V-Mo/Ti催化剂上负载适量CoO(质量分数0.28%)后,催化剂的酸性性能提升,还原性能基本不变,催化剂的脱硝活性增加。负载CoO质量分数0.28%的CO-2催化剂在烟温280℃时,脱硝效率达80%以上。继续增加CoO负载量,尽管催化剂的酸性进一步增加,但催化剂的活性组分被CoO覆盖,减少了与反应气体的接触,催化剂脱硝活性下降。研究还发现,负载一定量CoO后,能有效增强催化剂的抗SO_(2)、H_(2)O性能。

Mg对V-Mo/Ti脱硝催化剂的毒化作用研究

为明确Mg对V-Mo/Ti脱硝催化剂的影响,采用浸渍法向V-Mo/Ti催化剂上负载不同质量分数的MgO。通过XRD、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD等手段,分析了Mg的负载对催化剂物理化学性质的影响,通过固定床微型反应装置考察了不同催化剂的脱硝性能;并采用不同浓度的H_(2)SO_(4)溶液清洗V-Mo-Mg(x)/Ti脱硝催化剂。结果表明:Mg会降低V-Mo/Ti催化剂的还原性能、表面酸性,减少催化剂的化学吸附氧质量分数;Mg的负载降低了催化剂的脱硝性能,在烟气温度为370℃时,V-Mo-Mg(0.9)/Ti催化剂的脱硝效率由65.4%降低到56.8%;采用0.5 mol/L的H_(2)SO_(4)溶液清洗可以有效去除催化剂上负载的Mg,去除效率94%以上。

酸改性海泡石对V-Mo/Ti脱硝催化剂抗Na性能影响

在V-Mo/Ti脱硝催化剂制备过程中分别加入海泡石和酸改性海泡石,对比了两种催化剂的脱硝性能和抗Na中毒性能。采用X射线衍射(XRD)、N2-吸附脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等对催化剂进行分析。结果表明,采用酸改性海泡石所制备的催化剂,能抑制催化剂因Na中毒所引起的表面酸性和还原性能的下降。因此,该催化剂在Na中毒后,脱硝性能的降低幅度相对较小。

Ni的添加对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

制备了一系列不同NiO(0%、0.41%、0.93%)含量的V-Mo/Ti脱硝催化剂,考察了NiO含量对催化剂的影响。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、N2-吸附脱附、H2-程序升温还原(H2-TPR)、NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)和O2-程序升温脱附(O2-TPD)对催化剂样品进行表征。同时通过固定床微型反应器,对比了不同催化剂脱硝性能和抗SO2、H2O性能的差异。结果表明:V-Mo/Ti催化剂负载Ni后,还原性能和酸性性能都有所提升。同时,NiO的负载还导致了催化剂上化学吸附氧含量的增加,促进NO氧化为NO2。脱硝催化剂负载NiO后,能够有效增强催化剂的脱硝性能和抗SO2、H2O性能。

钕铌共掺杂对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

通过添加助剂可以提高催化剂脱硝活性,因此采用浸渍法,制备了Nd、Nb共掺杂的V-Mo/Ti脱硝催化剂,并采用XRD、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD等测试手段对催化剂的物理化学性质进行分析。结果表明:经Nd、Nb改性后的催化剂H_(2)还原峰峰顶温度向低温方向移动,说明加入Nd、Nb后在一定程度上调节了催化剂活性组分的分散程度;V-Mo-Nd-Nb/Ti催化剂的O_(α)含量最高,有利于其脱硝性能;Nd和Nb的共掺杂催化剂的整体脱硝活性要优于V-Mo/Ti催化剂,在210℃下催化剂的脱硝效率能够达到71.8%,还能减少N_(2)O的生成。该催化剂还具备优良的抗SO_(2)、H_(2)O性能,反应28 h后,催化剂的脱硝效率依然能达到93%左右。

载体酸化对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

分别使用硫酸、磷酸和盐酸对TiO_(2)进行酸化,用于制备V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRF、N_(2)-吸附脱附、拉曼光谱、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD、XPS等表征手段对催化剂的物理化学性质进行分析。结果显示:载体的酸化会导致催化剂比表面积的降低,聚合钒物种含量的降低,Oα含量减少。相比V-Mo/Ti催化剂,采用硫酸酸化的TiO_(2)所制备的催化剂酸强度略有降低,还原性能提升,从而催化剂的脱硝性能有所提升。盐酸酸化和磷酸酸化均会导致催化剂的酸性性能和还原性能的下降,对催化剂的脱硝性能有负面影响。4种催化剂中,V-Mo/Ti-S催化剂显示了最佳的脱硝性能,且具有较好的抗SO_(2)、H_(2)O性能。

酸化顺序对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

采用硫酸对V-Mo/Ti脱硝催化剂进行酸化,考察了酸化顺序对催化剂物理化学性能和脱硝性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-程序升温还原(H_(2)-TPR)、拉曼光谱、NH_(3)-程序升温脱附(NH_(3)-TPD)和O_(2)-程序升温脱附(O_(2)-TPD)对催化剂进行表征。并通过固定床微型反应器,对比了不同催化剂脱硝性能。结果表明,采用先酸化、后负载活性组分的制备方法,可以增加催化剂上的聚合钒含量,提升催化剂的表面酸性和化学吸附氧含量,从而增强催化剂的脱硝活性。然后,采用先负载活性组分、后酸化的方式所制备的催化剂,脱硝性能较V-Mo/Ti催化剂有了明显的降低。

不同载体对V-Mo/Ti脱硝催化剂性能影响研究

选用了两种比表面积的TiO_(2)制备了V-Mo/Ti脱硝催化剂。采用XRD、N2-吸附脱附、H_(2)-TPR、Raman、NH_(3)-TPD、O_(2)-TPD、SO_(2)-TPD对不同催化剂的物理化学性质进行了分析。通过固定床微型反应评价装置,对不同催化剂的脱硝性能进行了考察。通过全尺寸脱硝催化剂中试评价装置,对比了不同催化剂的SO_(2)/SO_(3)转化率。结果显示:V-Mo/Ti脱硝催化剂中,当小比表面积TiO_(2)-A和大比表面积的TiO_(2)-B的质量比为75:25时,催化剂与全用小比表面积TiO_(2)-A制得的催化剂相比,聚合态钒物种的含量降低,催化剂的还原性能提升,酸性略有下降,催化剂的Oα含量明显增加,表明催化剂的脱硝性能增强。继续增加大比表面积TiO_(2)-B的质量比至50%,催化剂的酸性下降明显,导致催化剂的脱硝活性下降。大比表面积的TiO_(2)-B的用量增加可以降低催化剂的SO_(2)/SO_(3)转化率。总体而言,当小比表面积TiO_(2)-A和大比表面积的TiO_(2)-B的质量比为75:25时,制备的V-Mo/Ti脱硝催化剂展示了较优的脱硝效果。

水热处理对V-W/Ti脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了V-W/Ti脱硝催化剂,随后对催化剂进行了不同温度(550℃和750℃)下的水热处理。分析了V-W/Ti催化剂在水热处理前后的晶型、孔结构、价态、酸性等性质的变化,并考察了催化剂的脱硝活性的差异。结果表明:水热处理不会改变催化剂的晶型,但会导致TiO_(2)晶粒的团聚。适宜的水热处理温度(550℃),对催化剂孔结构、酸性的影响较小,同时可以促进催化剂上聚合钒、化学吸附氧含量的增加,有利于催化剂脱硝活性的提升。相比之下,过高的水热处理温度(750℃),会导致催化剂比表面积、孔容、酸量的显著下降。因此,V-W/Ti-750催化剂的脱硝活性较低,且N2O生成量较高。

Ce对V-Mo/Ti脱硝催化剂抗K中毒性能的影响研究

为增强工业V-Mo/Ti脱硝催化剂的抗K中毒性能,对其进行Ce改性。采用XRD、SEM、N_(2)-吸附脱附、H_(2)-TPR、XPS、NH_(3)-TPD、NH_(3)-DRIFTS等表征手段,分析了催化剂的物理性质和化学性质。使用固定床微型反应器,研究了Ce对V-Mo/Ti催化剂脱硝性能、抗K中毒性能的影响。结果显示:Ce的引入,增加了V-Mo/Ti催化剂的脱硝活性。同时,减轻了V-Mo/Ti催化剂因K中毒所引起的比表面积、还原性能、O_(α)/(O_(α)+O_(β))比率、酸性的下降。V-Mo-Ce-K/Ti催化剂的脱硝活性明显优于V-Mo-K/Ti催化剂,即Ce有效增强了V-Mo/Ti催化剂的抗K中毒性能。

Sn的添加对V-Mo/Ti催化剂脱硝及汞氧化性能的影响

采用共混热解法制备了不同Sn质量分数的V-Mo-Sn/Ti催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附和H2-TPR等手段对催化剂进行表征,并在模拟选择性催化还原(SCR)烟气固定床中考察了不同催化剂的脱硝性能及单质汞(Hg^(0))氧化性能。结果表明,Sn的引入降低了V-Mo/Ti催化剂的比表面积和孔容,但没有改变其晶型。相比V-Mo/Ti催化剂,V-Mo-Sn/Ti催化剂具有较高的还原性能、酸性能、脱硝活性、汞氧化效率以及较多的化学吸附氧含量。此外,HCl具有促进Hg^(0)氧化的作用,含Sn催化剂提升了低HCl状态下的Hg^(0)氧化性能。

新型金属有机骨架负载Cu催化剂的SCR-CO脱硝特性研究

采用水热合成法制备金属有机骨架MIL-125(Ti),利用浸渍法负载Cu于MIL-125(Ti)上制成xCu-MIL-125(Ti)催化剂,并在固定床微反应器上评估其催化CO还原NO的性能。结果表明,MIL-125(Ti)的高比表面积及微孔隙促进了Cu的高度分散,使催化剂拥有优异的SCR-CO性能。其中,6.2Cu-MIL-125(Ti)在有氧、325℃条件下的NO转化率为90%,N_(2)选择性为92%。通过多种表征手段来探究其基础物理化学性质与反应机理。结果表明,催化剂中金属骨架结构与TiO_(2)结构共存是影响还原效率的主要因素;MIL-125(Ti)是一种微、介孔材料,且具有高比表面积及均匀孔径分布,适合负载与吸附。催化剂的催化性能主要由Cu^(2+)还原为Cu^(+)、再由Cu^(+)还原为Cu^(0)的路径决定。

Zn对工业V-Mo/Ti脱硝催化剂性能的影响

采用浸渍法将不同含量的Zn负载到工业V-Mo/Ti脱硝催化剂上,评价其NH3选择性催化还原NO的活性。采用XRD、N2-吸附脱附、NH3-TPD、H2-TPR和NO-TPD等,对催化剂进行理化表征。结果表明,Zn的负载,没有改变V-Mo/Ti催化剂的晶型结构,但降低了V-Mo/Ti催化剂的比表面积、还原性能,减少催化剂的酸量,降低了催化剂对NO的吸附性能,从而降低脱硝催化剂的催化剂性能。同时,采用0.5 mol/L的H2SO4溶液对Zn中毒的催化剂进行清洗,可以有效去除催化剂上负载的Zn。