MoO3改性V2O5/TiO2 SCR催化剂的低温脱硝研究

采用浸渍法制备了低温脱硝MoO3改性V2O5/TiO2催化剂。将催化剂置于固定床反应器中研究其SCR的脱硝性能、抗硫性能。实验模拟烟气条件为NO:500×10-6,NH3:500×10-6,O2:8%,SO2:100×10-6,N2:平衡气体,空速36000h-1。结果表明,浸渍法制备的催化剂具有良好的低温脱硝性能和低温抗硫性能。催化剂的最佳配比为3%V2O5-6%MoO3-91%TiO2(质量分数)。在180~260℃时,脱硝效率为80%~93%,SO2的氧化率小于1%。

V_2O_5-WO_3-MoO_3/TiO_2催化剂在柴油机NH_3-SCR系统中的性能

针对柴油机运行工况特点及柴油机尾气成分特点,以工业纯锐钛型二氧化钛、偏钒酸铵、偏钨酸铵、钼酸铵为主要原料制备了颗粒状V2O5-WO3-MoO3/TiO2催化剂,以Lister Petter TR1重型直喷式单缸柴油机为依托搭建试验台,研究了在真实柴油机尾气环境下催化剂的脱硝性能。结果表明,柴油机负载增大,催化剂脱硝活性呈现下降趋势。1800r·min-1时,脱硝活性最大值87.1%在负载25%、反应温度380℃、空速20000h-1、氨氮比1.0处取得。柴油机负载不同,导致催化剂活性温度窗口(脱硝活性>70%)发生较大变化,与负载25%相比,负载50%活性温度窗口减小约60℃。增大柴油机负载可以提高NH3/N2O反应起始温度,但是同时会导致高温区间(>400℃)N2O生成量增大。

V2O5-MoO3TiO2催化剂脱硝性能的研究

通过挤压成型法制备了一系列蜂窝状V2O5-MoO3/TiO2催化剂,研究了钒、钼负载量对催化剂脱硝活性的影响,测试了催化剂抗硫和抗碱金属钠中毒的性能。采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜等表征手段,对新鲜催化剂和钠中毒催化剂的物理和化学性质进行分析。结果表明:当钒负载量(w)为1.5%~2.5%时,催化剂的脱硝性能随钒负载量的增加而提高;当钒负载量(w)为1.5%、钼负载量(w)为4.0%时,催化剂的脱硝性能最优;SO2对V2O5-MoO3/TiO2催化剂的中毒作用是可逆的,可以通过热处理来恢复;当Na2O负载量(w)为2.0%时,催化剂失活严重,主要是由于钠盐在催化剂表面附聚而形成不规则的白色颗粒,覆盖了活性位点,导致催化剂的表面积减小,氧化还原性变差。同时,Na掺杂会影响催化剂中元素的化学状态和表面组成,降低V5+与化学吸附的Oα的比例。

SiO_2改性的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂抗碱中毒性能研究

以陶瓷为骨架,用溶胶凝胶法和浸渍法制备了V2O5-MoO3/TiO2催化剂,并用SiO2进行改性。采用浸渍法模拟碱K中毒,研究了SiO2改性前后催化剂中毒脱硝效率的变化,并通过BET、H2-TPR、NH3-TPD等技术手段对催化剂进行了表征。结果表明,加入SiO2后,催化剂的比表面积明显提高。SiO2改性后新鲜催化剂还原温度向低温方向迁移10℃左右,氧化还原能力得到了提高,其表面酸强度和酸量也得到较大的提高。反应评价结果表明,SiO2改性可以提高催化剂抗碱中毒的性能。

MgO修饰的V_2O_5-MoO_3/TiO_2低温SCR催化剂

V系催化剂具有良好的抗中毒能力,广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉烟气(固定源)和车辆尾气(移动源)脱硝领域。本文采用水热法制备了V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂,并通过挤出成型得到蜂窝式V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂,通过与共混法相比,发现采用水热法表现出来的较高的低温SCR活性,并研究了MgO的掺杂对V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂性能的影响,发现MgO的掺杂能够降低SO_2的转化率。并通过表征发现采用水热反应法得到的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂能使活性组分高度分散于TiO_2载体表面上,具有较高的比表面积,从而使催化剂表现出最佳的低温活性,同时MgO修饰的V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂的抗硫抗水性以及抗碱金属中毒性也做出了研究。

V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂的NOx选择性催化还原及SO_2氧化活性

采用浸渍法以TiO2为载体制备V2O5-MoO3/TiO2选择性催化还原催化剂,研究V2O5和MoO3负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO2氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V2O5-6%MoO3/TiO2催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V2O5负载质量分数增加,V2O5-MoO3/TiO2催化剂的选择性催化还原活性和SO2氧化活性均呈上升趋势。MoO3的负载对催化剂的SO2氧化活性有明显抑制作用。MoO3负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO2转化率小于1%。

载体对V_2O_5-MoO_3/TiO_2催化剂表面性质及其选择性催化还原脱硝性能的影响

采用比表面积分别为101．86m^2·g^-1（A）、86．37m^2·g^-1（B）和7．78（C）m^2·g^-1（C）的TiO2载体，通过分步浸渍法制备V2O5-MoO3／TiO2（A，B，C）选择性催化还原脱硝催化剂。在空速为10000h^-1和氨氮体积比1．0条件下，以TiO2（A）与TiO2（B）为载体制备的催化剂脱硝活性在反应温度窗口（350—450）℃超过90％，且具有良好的高温抗硫中毒性能和相对较小的氨气氧化率。而以Ti02（C）为载体制备的脱硝催化剂活性温度窗口窄，在350℃时获得的最高脱硝活性仅为73％，且对NH3的氧化作用较强。利用X射线衍射、低温N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱、H2程序升温还原和NH3程序升温脱附等对载体和催化剂进行表征。结果表明，活性组分V2O5在载体TiO2（A）上分散性良好，主要以孤立态钒氧物种形式存在，因此，以TiO2（A）为载体制备的催化剂比表面积、氧化还原性和表面酸性等性能更优。

Pr掺杂对V2O5-MoO3／TiO2催化剂NH3-SCR反应活性的影响

采用溶胶一凝胶法制备了不同Pr掺杂量的Pr6O11-TiO2载体，并以浸渍法制备了V2O5-MoO3／Pr6O11-TiO2催化剂．活性评价结果表明，该催化剂在220～400℃范围内具有良好的脱硝效率和N2选择性以及较强的抗SO2和H2O性能．表征结果表明，掺杂Pr可以提高V2O5-MoO3／TiO2催化剂的比表面积、表面化学吸附氧物种浓度、桥式硝酸盐物种和Brionsted酸位数量，从而提高了催化剂上NHx的选择性催化还原（NH3-SCR）活性。

平板式V_2O_5-MoO_3/TiO_2型SCR催化剂的中低温脱硝和抗中毒性能研究

针对中低温锅炉烟气脱硝技术需求的特点,采用等体积浸渍法,以V_2O_5为活性组分、MoO_3为助剂,制备了高钒高钼含量的V_2O_5-MoO_3/TiO_2型粉末和平板式SCR脱硝催化剂,考察了活性组分和助剂含量对催化剂活性以及抗SO_2和H_2O中毒性能的影响,对反应前后的催化剂进行了微观表征,并针对最优催化剂研究了其在不同烟气工况下催化剂的脱硝性能。结果表明,提升V_2O_5负载量可以有效提高催化剂的脱硝活性;MoO_3助剂的添加也可以提高催化剂的脱硝活性。XPS、XRF、FTIR等表征结果表明,MoO_3的含量会影响催化剂中V^(4+)/V^(5+)的比值,其相对含量的增加有利于催化剂中非化学计量钒物种的形成以及化学吸附氧比例的增加,钼与钒物种间的交互作用是抑制SO_2和H_2O对催化剂的毒化作用的关键。3V_2O_5-10MoO_3/TiO_2平板式催化剂在温度为200℃、空速为3 500 h^(-1)含SO_2和H_2O烟气条件下,经30 d连续反应,脱硝效率稳定维持在82%左右,该催化剂在中低温下具有优异的抗SO_2和H_2O中毒性能以及稳定性。

V_2O_5-Sb_2O_3-TiO_2催化剂低温NH_3还原NO及其抗H_2O和SO_2毒化性能

浸渍法制备了催化剂V2O5-Sb2O3-TiO2,考察了V2O5、Sb2O3负载量、pH值和焙烧温度对催化剂V2O5-Sb2O3-TiO2低温氨选择性催化还原(SCR)NO活性的影响;同时,考察了催化剂V2O5-Sb2O3-TiO2抗H2O和SO2毒化性能。结果表明,V2O5和Sb2O3负载量分别为5%和2%、焙烧温度为400℃、pH值为4时,催化剂SCR活性最好,反应温度220℃时,可达97%。Sb2O3的加入不仅能增强V2O5/TiO2的催化活性,而且能明显提高催化剂的抗H2O和SO2毒化性能。SO2、NO吸附暂态反应和TG-DTG测试表明,Sb2O3的促进机制主要是促进了催化剂在SO2存在条件下对NO的吸附,同时,减弱了硫酸铵盐与催化剂之间的相互作用,硫酸铵盐更容易分解。

纳米负载型V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂碱中毒及再生研究

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂。采用浸渍法模拟碱金属中毒,研究了中毒及再生对催化剂脱硝活性的影响,运用XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS技术表征分析了碱金属对催化剂的失活作用。实验表明,碱金属能使催化剂活性降低,钾的毒性大于钠。FT-IR结果显示,催化剂以Lewis酸作为活性酸位。H2-TPR、XPS结果表明,钾的加入降低了催化剂的氧化能力,主要影响了催化剂表面的吸附氧。采用单纯的水洗方法并不能提高催化剂活性,而酸洗再生后催化剂在较高反应温度下活性得到较好的恢复。

K2O对V2O5-WO3／TiO2催化剂的中毒作用

实验室制备了V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂,采用模拟中毒法,在此催化剂上负载碱金属氧化物K2O,通过BET,XRD,SEM等方法对微观结构进行表征.在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现:K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高;较大含量的K2O(nK/nV=1,摩尔比)使催化剂比表面积有所减少,催化剂颗粒发生轻微团聚,微观结构变化不大,但NO的脱除率小于50%(380℃),N2O的生成率和SO2的氧化率均增加;K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降.

蜂窝状V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂脱硝性能研究

实验室制备了蜂窝状V2O5-WO3／TiO2的脱硝催化剂，通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征。在自制SCR活性试验台上测试各种运行工况（温度、空速比等）和烟气组成（[NH3]／[NO]、水蒸气等）对催化剂的脱硝活性、选择性、SO，的氧化率和氨逃逸量的影响。研究结果表明，自制蜂窝状催化剂在空速比小于3500h^-1、NH3／NO在0．9-1．0、温度320-420℃范围内的NO脱除率较高、SO2氧化率和氨逃逸量较低，基本达到工业应用的要求；低含量（低于2％）水蒸气可以提高高温段NO脱除率，而高含量的水蒸气对催化剂NO脱除具有明显的抑制作用，但水蒸气的加入会使NO脱除温度范围拓宽；由于催化剂自身含有较多的硫酸盐，未观察到SO2对脱硝反应有促进作用。

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%～10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355～420℃的温度范围内NO脱除率为80%～85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。

燃煤烟气中砷对V_2O_5-WO_3/TiO_2 SCR脱硝催化剂性能的影响

通过将商业V_2O_5-WO_3/TiO_2脱硝催化剂暴露于含As_2O_3烟气中,制备了砷中毒催化剂,并运用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、NH3化学吸附、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱等技术表征分析了砷对催化剂性能的影响,并提出了催化剂砷中毒机理。结果表明,砷对催化剂具有严重的毒害作用,As_2O_3会吸附在催化剂表面,并被催化剂氧化形成As_2O_5覆盖层,减小催化剂比表面积,减少催化剂V活性位,阻止催化剂对NH3的吸附,造成催化剂失活。

不锈钢板负载V_2O_5-WO_3-TiO_2催化剂制备及其催化还原脱硝性能

以溶胶-凝胶法制备的TiO2粉末为载体,偏钒酸铵和水合钨酸铵溶液为浸渍液,采用分步浸渍法制备了V2O5-WO3-TiO2催化剂,以聚乙烯醇-硅溶胶为黏合剂,采用涂覆法将催化剂粘合于经硫酸和钛酸丁酯溶胶处理过的不锈钢板板材表面,获得不锈钢板负载的V2O5-WO3-TiO2催化剂。采用XRD、FT-IR和SEM等表征手段对催化剂进行表征,结果表明,V2O5-WO3-TiO2催化剂可均匀负载于不锈钢板表面。采用氨选择性催化还原氮氧化物法研究了催化剂的脱硝性能,结果表明,在空速8 000 L·(kg·h)-1和反应温度360℃的条件下,NOx脱除率超过92%,且制备的催化剂具有良好的稳定性和耐硫性。

Fe_2O_3对V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂表面性质及其性能的影响

催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝技术的核心,研究Fe对钒钛系SCR催化剂脱硝活性及SO_2/SO_3转化率的影响具有重要意义。采用等体积浸渍法制备了不同Fe/V质量比的Fe_2O_3-V2O_5-WO_3/TiO_2催化剂,并进行表征,研究Fe对钒钛系SCR催化剂脱硝活性及SO_2/SO_3转化率的影响,并讨论Fe对于钒钛系SCR催化剂表面性质的影响。结果表明,随着催化剂表面Fe_2O_3含量增加,催化剂的脱硝效率及二氧化硫氧化率均是先上升后下降,当Fe/V质量比为3.0时,催化剂的脱硝效率和二氧化硫氧化率均达到最大值91.78%、1.01%。XPS及H_2-TPR结果表明,随着Fe_2O_3含量增加,催化剂表面钒活性组分的相对含量及V^(4+)/V^(5+)比减小,催化剂表面吸附氧(Oα)浓度增加,催化剂的氧化能力增强。NO-TPD结果表明,随着Fe_2O_3含量增加,催化剂表面吸附NO的能力增强。

纳米负载型V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂碱及碱土金属中毒

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂,采用浸渍法模拟碱及碱土金属中毒,研究中毒对催化剂脱硝活性的影响,通过BET、XPS、NH3-TPD技术分析了碱及碱土金属对催化剂的失活作用.结果表明,碱及碱土金属K、Na、Ca能够明显降低催化剂脱硝活性,350℃时,K、Na中毒催化剂活性降低了约30%左右,Ca中毒催化剂降低了20%.碱及碱土金属没有改变催化剂表面物种组成,催化剂活性与催化剂表面强氨气吸附位数量具有线性关系,K、Na、Ca与催化剂表面活性酸位结合,使催化剂中毒.

异丁烷脱氢V_2O_5/γ-Al_2O_3催化剂的研究

考察了异丁烷在负载型催化剂 V2 O5/γ-Al2 O3上的脱氢行为 ,在常压下 ,反应温度 5 90℃ ,GHSV为1 0 0 0 h- 1时 ,该催化剂表现出了良好的催化性能 .用 XRD、UV-Vis、BET等手段对催化剂的结构进行了研究 .结果表明 V2 O5/γ-Al2 O3催化剂催化脱氢活性与 V2 O5的分散和状态相关联 ;载体类型 ,活性组分的担载量及载体和催化剂的焙烧温度是影响活性组分表面化学和物理状态的重要因素 .

镧对V_2O_5/γ-Al_2O_3催化剂在异丁烷脱氢中活性的影响

V2O5/γ－Al2O3是用于异丁烷脱氢的新型催化剂，引入适量的镧不仅可改善活性组分的分散度，提高催化脱氢活性，而且还增强了催化剂的抗积炭能力．通过FTIR，BET，TG，TPR和TEM等手段研究了镧对催化剂性能的影响．