Ce、Zr双组分改性对Cu/ZSM-5催化剂催化分解NO性能的影响

采用Ce、Zr双组分对Cu/ZSM-5催化剂进行改性,利用O2-TPD和TG等手段对催化剂进行表征,考察了离子交换顺序、铈锆摩尔比以及反应条件对催化剂催化分解NO性能的影响。结果表明,铜物种是Zr-Cu-Ce/ZSM-5催化剂中催化分解NO的活性中心,是必须的催化活性组分,Ce、Zr双组分改性能显著提高催化剂在富氧条件下催化分解NO的活性,降低达到最高活性所需要的反应温度。铈锆摩尔比为1:1时,同时进行离子交换制备的Zr-Cu-Ce/ZSM-5催化剂催化分解NO的活性最好。

微波固相法制备Cu/ZSM-5催化剂及其催化性能

采用微波固相法和离子交换法制备了Cu/ZSM-5催化剂,利用XRD、IR、BET和SEM等手段对催化剂样品进行了表征,考察了不同方法制备的改性ZSM-5催化剂上Cu的负载量.结果表明,在相同原料质量比下(M(Cu(AC)2)∶M(HZSM-5)=1∶5),微波固相法制备的催化剂中,Cu的负载量为5.65%;离子交换法制备的催化剂中,Cu的负载量为1.86%,且微波固相法所需时间仅为传统加热条件下离子交换法所需时间的1/39,同时微波辐射能促进了活性组分在分子筛表面及孔道上的分散和固态离子交换反应.NO催化分解反应活性结果表明,微波固相法制备的催化剂具有更高的催化分解活性及稳定性.

微波辐射与常规加热下催化分解NO动力学比较

以Cu/ZSM-5为催化剂,在新型微波催化反应器上进行了微波协同催化分解NO反应.初步探讨了微波协同催化分解NO反应的宏观动力学,并与常规加热条件下催化分解NO反应的宏观动力进行了对比.计算结果表明:在微波辐射条件下,该反应的活化能为14.6 k J/mol.而常规加热条件下,该反应的活化能为75.6 k J/mol.微波辐射条件下该反应活化能仅仅是常规加热条件下该反应活化能的1/5.178.这说明微波作用不仅具有致热效应,而且大大降低了反应活化能,具有微波催化效应.