铁锰双组分催化剂低温选择性催化还原NO性能研究

低温条件下Nano-MnO_x上NH_3选择性催化还原NO唐晓龙;郝吉明;徐文国;李俊华【期刊名称】《环境科学》【年(卷),期】2007(28)2【摘要】采用流变相法制备了无载体Nano—MnOx催化剂，在低温条件下（50-150℃）以NH为还原剂系统考察了氮氧化物的选择催化还原特性．结果表明，流变相法制备的Nano-MnOx催化剂具有良好的低温催化活性．实验条件下，80℃即可获得98．25％的NO转化率，100-150℃内NO几乎完全转化；SO2和H2O会与NO和NH3在催化剂表面产生竞争吸附，导致催化活性下降，但该影响是可逆的．经分析，较大的比表面积和较低的晶化度是Nano-MnOx具有良好低温活性的2个主要原因．【总页数】6页(P289-294)【关键词】选择性催化还原;低温;一氧化氮;氨;锰氧化物【作者】唐晓龙;郝吉明;徐文国;李俊华【作者单位】北京理工大学化学物理研究所;清华大学环境科学与工程系【正文语种】中文【中图分类】X701.7【相关文献】1.焙烧温度对MnO_2-CeO_2/Zr_(0.25)Ti_(0.25)Al_(0.5)O_(1.75)整体式催化剂NH_3低温选择性催化还原NO性能的影响 [J], 张秋林;徐海迪;李伟;林涛;龚茂初;陈耀强2.富氧条件下氮氧化物的选择性催化还原Ⅱ.Ag/Al2O3催化剂上含氧有机物选择性还原NOx的性能 [J], 贺泓;余运波;刘俊锋;张润铎;张长斌;王进3.富氧条件下氮氧化物的选择性催化还原Ⅰ.Ag/Al2O3催化剂上C3H6选择性催化还原NO的性能 [J], 贺泓;张润铎;余运波;刘俊锋4.负载型低温NH_3选择性还原锰基脱硝催化剂研究进展 [J], 柏林洋;蔡照胜;许琦5.CuO/γ-Al_2O_3催化剂上NH_3选择性催化还原NO [J], 赵清森;向军;王乐乐;石金明;苏胜;胡松;孙路石因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

二氧化钛负载的二元过渡金属氧化物低温NH3选择性还原NOx研究●■'■一[摘氧化钛负载的二元过渡金属氧化物吴碧君,朱文斌,马进,徐超,江存武,吕靓1.国电环境保护研究院,江苏南京2100312.国电蚌埠发电有限公司,安徽蚌埠233411要]在二氧化钛负栽的锰氧化物(MnO/TiO)中引入第2种组分,制成二元过渡金属氧化物(Mn一A/TiO)催化剂,A分别为三氧化二铁(Fe:O.),三氧化钨(WO.),三氧化钼(MoO.),三氧化二铬(Cr.O.),试验研究其低温催化活性,N.选择性及抗SO.毒性. 结果表明,低温活性:Mn—W/TiO2>Mn—Fe/TiO2>Mn—Cr/Ti02>Mn—Mo/TiO2;N2选择性:Mn—Fe/Tio2>Mn—W/Tio2>Mn—Mo/TiO2>Mn～Cr/TiO2,Mn—Fe/TiO.和Mn—w/TiO.保持了较高低温活性的同时提高了N.选择性;当反应气体中含有0.01SO2和6H2O,空速为12600h～,120℃,8h后Mn—W/TiO2,Mn—Fe/TiO.,Mn—Mo/TiO的NO转化率分别保持在98.5,95.8及94.2.由此得出,w0.,Fe.O.为MnO有效的助催化剂,可大大提高MnO/TiO的选择性和抗SO毒性的能力.傅里叶变换红外光谱显示,与Fe0.不同,w0.也提供了部分Lewis酸活性点,在有低浓度SO.存在下Mn—W/TiO.显示了极好的低温NH.选择性还原No的催化活性.[关键词]NH.;NO;选择性催化还原;低温;二元过渡金属氧化物;升温脱附[中图分类号]X7Ol[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2010)12—0023—06EDOI编号]10.3969/j.issn.1002—3364.2010.12.023STUDY oNLoW—TEMPERATURENH3SELECTIVEREDUCTIoNoFNOx BYUSINGTITANIUMDIoXIDEBoRNETWo—ELEMENT INTERIMMETALoXIDEWUBijun,ZHUWenbin,MAJin,XUChao,JIANGCunwu.,LUJing.1.GuodianEnvironmentProtectingInstitute,Nanjing210031,JiangsuProvince,PRC2.GuodianBangbuPowerGenerationCoLtd,Bangbu233411,AnhuiProvince,PRC Abstract:Introducingsecondarycomponentintomagnesiumoxidebornethetitaniumdioxid e(MnO/TiO2),acatalystoftWO—elementmetaloxide(MnO一A/TiO2)hasbeenmade,here,AisFe203,W03,andCr203respectively,theirlowtemperaturecatalyticactivity,selectivityofN2,andS O2一resistantbehaviorbeingtestedandstudied.Resultsshowthatthesequenceofthierlowtemper ature作者简介:吴碧君(1963一),女,博士,国电环境保护研究院教授级高工,主要从事电厂环境保护方面的研究.E—mail:******************热能基础一一荔露热能基础activityisasfollows:Mn—W/TiO2>Mn—Fe/TiO2>Mn—Cr/TiO2>Mn—Mo/TiO2;thesequenceinselectivityofN2is:Mn—Fe/TiO2>Mn—W/Tio2>Mn—Mo/Ti02>Mn—Cr/Ti02;atthetimeofkeepinglowtemperatureactivity,Mn—Fe/TiO2andMn—W/TiO2canenhancetheselectivityofN2.InthecaseofSO2andH2Ocontentinthereactiongasbeing0.01and6respectively,after8hasthe speedandtemperatureofair.becoming12600hand120℃.theconversionrateofNOxbyusin gMn—W/TiO2,Mn—Fe/TiO2andMn—Mo/TiO2iskeptat98.5,95.8,and94.2respectively. Therefore,itisclearthattheWO3andFe2O3areeffectivecatalystaidsforMnO,theycangreat lyen—hancetheselectivityandSO2一resistantabilityofMnO/TiO2.InfraredspectrumofFouriertransfom showsthattheWO3isdifferentfromtheFe203,beingablealsotoprovidepartialLewisacidact ivepoints,underexistenceoflowconcentrationSO2,theMn—W/TiO2hasverygoodcatalysticactivityoflowtemperatureNH3selectivereductionforNO.Keywords:NH3;N0;selectivecatalysticreduction;lOWtemperature;two—elementmetaloxide;tem—peratureraisingdesorption氨选择性催化还原(SCR)是减少固定源NO排放的一个有效途径,已经商业化运行的催化剂为V.O/TiO,添加w0.或MoO.的钒基催化剂,温度范围3004400℃.对于电站锅炉,需要将SCR反应器置于省煤器与空气预热器之间,除尘器之前,以避免硫酸铵沉积和烟气再热消耗能量l_1].大量飞灰的存在使催化反应的条件非常苛刻,因而催化剂使用寿命大大降低.为最大限度地减少压降,工业上通常将催化剂组件加工成陶瓷蜂窝式或不锈钢斜板式以减少压力损失Ⅲ3].安装了SCR反应器的空气预热器也需要作相应改造并增加其清洗频率.对于排烟温度低于250℃的其它工业锅炉和进行了余热利用的焚烧炉与水泥窖炉口],钒基催化剂的活性则显不足.近年来研发SCR低温活性催化剂成为热点,其中以金属锰氧化物(Mn0)的报道最多.现已发现纯Mn0,天然锰矿石及Mn0/AlzO.在150～250℃具有一定的活性_8.].DonovanA比较了负载在锐态型Ti0上的7种过渡金属氧化物的催化活性,在120℃和175℃,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni及Cu氧化物中以MnO/TiO的活性最高.MnO/TiO2作为最有前景的低温NH.还原N0的金属氧化物催化剂,还需作更加深入的研究.Qi和Y ang发现Fe—Mn/ Tio.在120～180℃范围具有较高的NO转化率和N选择性r1],MnO一CeO.复合金属氧化物120℃时的低温活性更高_1..笔者曾制备Fe—Mn/TiO并进行了表征和催化反应机理的探讨口.在对不同负载量,不同焙烧温度的MnO/TiO.进行低温NH.选择性催化还原NO的研究后,得到最佳制备条件[16-17].本文通过引人第2种过渡金属组分,减少MnO的负载量,形成TiO.负载的二元过渡金属氧化物,以寻找有效的助催化剂,在保持较高的低温活性的同时,提高催化剂N选择性和抗S0.毒性的能力.1试验部分1.1催化剂的制备(1)MnO/TiO的制备.采用沉积法,将硝酸锰溶解后与TiO.混合,加入碳酸铵溶液形成氢氧化锰Mn(OH)沉淀,沉积在载体Tio上,而后过滤清洗,滤膜上物质经120℃烘干后在所需要的温度下焙烧5 h,冷却后研磨,压成直径为0.15～O.2cm的颗粒.所选择的载体是以锐态晶型为主的德固赛(Degussa)P25型纳米TiO.(德国产).(2)Mn—Fe/TiO2和Mn—Cr/TiO.的制备.采用共沉淀法,以一定量的硝酸铁或硝酸铬与硝酸锰一起溶解于一定量的去离子水,加入经过预处理的TiO.,在不断搅拌过程中缓慢加入碳酸铵溶液形成氢氧化物共沉淀,沉积在TiO.上.用去离子水清洗过滤,重复上述干燥,焙烧过程及研磨,筛分与压片过程.(3)Mn—w/TiO2和Mn—Mo/TiO2的制备.采用共沉淀与浸渍相结合的方法,将硝酸锰溶解于去离子水后加入TiO:,加人碳酸铵溶液形成Mn(OH).沉淀,沉积在载体TiO上.过滤清洗,加入钨酸铵或钼酸铵,在8O℃左右加热搅拌,使其浸渍在已沉积的Mn(OH)./TiO.表面,直至水分完全蒸发为止,再用与上述相同的过程与条件制成0.15t0.2cm的颗粒. 1.2催化活性评估催化活性的测量采用固定床反应器,催化剂用量约1cm.(约0.99g).反应气体由NO和NH.的预稀释气体经He气稀释而成,其中预稀释气体的浓度N0/He为1,NH./He为1,SO./He为1.典型的反应条件:NO为0.05(含5左右的NO),NH.为0.05,O.为4.8,空速为12600h～.水蒸气由去离子水蒸发产生.采用KM9106型烟气分析仪测量反应器进出口气体的NO,NO浓度.为避免NH.对烟气分析仪中化学传感器的损坏,反应器出口气体通人磷酸溶液捕捉未反应完的NH.气.副产物N.O由Gc一9790型气相色谱检测,所用PorapakQ柱柱温为6O℃,热导检测器测量温度为8O ℃.由于在低温下反应,为避免催化剂对N吸附影响评估结果,试验前进行No浓度平衡,进出口浓度误差要求小于5.还原剂NH.由已知浓度的预稀释气体用He气稀释而成,NH.入口气体浓度由配制时的气体分压与预稀释气体浓度计算得出.1.3催化剂的表征采用BelsorpII型比表面积测定仪测量样品的比表面积,孔容和孔径.由吸附等温线和脱附等温线同时算出孔径和孔容.采用傅里叶转换红外光谱仪测量催化剂的化学吸附特性,样品经He气25℃下预处理30min,通入NH./He0.130min后记录红外吸收光谱.氨的程序升温脱附曲线(NH.一TPD)采用Chem—BET3000型脱附仪测量.具体方法:精确称取样品50mg,先在300℃下通入高纯He对样品进行预处理,时间为1h,再降至100℃,通人纯NH.吸附0.5 h,吹脱物理吸附1h,然后以1O℃/min的速度进行程序升温至700℃左右,用热导检测器测量脱附的NH.,记录电信号,基线走平后保温1h,以保证NH. 完全脱附.2试验结果与讨论2.1MnO/TiO:的催化活性与选择性图1给出了MnO/TiO不同负载量(5～25,以Mn计,下同)时NO转化率随温度变化曲线.由图1可见,负载量达15时,温度由80℃升高至160℃,NO转化率由93.0提高到98.3;负载量25时,120℃时转化率接近1009,6,说明Mn的负载量≥15时MnO/TiO.具有较高的低温活性.1O0969288呈8480+5%+1O%+l5%+2O%+25%71/℃(试验时各气体浓度:NO0.05,NH30.05,024.8)图1MnO/TiO2不同负载量时NO转化率随温度的变化图2为3种负载量的MnOx/Ti0.不同温度下N.选择性的试验结果.由图2可见,120℃以下得到了100%的选择性,而高于12O~C时选择性随着负载量的增加而下降,18o℃,15负载量的MnOx/Ti0.选择性降到96,25负载量的只有93.3左右.T{'c(试验时各气体浓度:NO0.05,NH30.05%,024.8%)图2Mno/Tio2不同负载量时N:选择性随温度的变化当反应气体中有0.01SO和6HO存在时,120℃,8h后NO转化率很快降至53%左右(图3),低温条件下少量的SO即可使MnO/TiO.失活.蝌辩6Zt/h(试验时各气体浓度及试验温度:NO0.05,NH30.05,O24.8,SO20.01,H2O6,120℃)图3SO:和H20存在,MnO/TiO:负载量25%时NO转化率可见,对于MnO/TiO.体系,增加Mn的负载量在提高低温活性的同时降低了N:选择性,其抗SO 毒性的能力也亟待改善.2.2二元金属氧化物的改进2.2.1活性的提高热能一一一一一一一囊一l热能基.研究图4是4种二氧化钛负载的二元过渡金属氧化物低温NH.选择性还原NO活性评估结果,催化剂组成为15MnO一10A/TiO.,A代表第2组分金属氧化物,分别为FeO.,WO.,MoO.,Cr.O.(下同). 7,,℃(试验时各气体浓度:NO0.05,NH30.05,O24.8)图4二元过渡金属氧化物N转化率随温度的变化由图4看出,4种二氧化钛负载的二元过渡金属氧化物中Mn—W/TiO.低温活性最高,80～160℃时NO转化率达94.5～99.6;其次是Mn—Fe/ TiOz,为93.5～98.8,高于相同负载量的单组分MnO/TiO催化剂(15MnOJTiO);另外2种催化剂也有一定的低温活性,其中Mn—Mo/TiO.相对差一些,但随着反应温度的提高,NO转化率呈明显上升趋势.其低温活性Mn～w/TiO.>Mn—Fe/TiO2>Mn—Cr/TiO2>Mn—Mo/TiO2.2.2.2选择性的提高图5给出4种二氧化钛负载的二元过渡金属氧化物N.选择性随反应温度的变化曲线.由图5可见, Mn—Fe/TiO2,Mn—W/TiO2及Mn—Mo/Tio2在反应温度范围内有较高的N选择性,温度由100℃升至200℃时选择性由100分别降至99.2%,98一, 98.0,180℃时达99.6,99.2,98.5,较相同负载量的MnO/TiO.的选择性提高5以上.相反,18O℃时,Mn—Cr/Tio.的选择性同比减少5.N.选择性Mn—Fe/TiO2>Mn—W/TiO2>Mn—Mo/ TiO,>Mn—Cr/TiO,100959O蚓Z858010012O140160180200TrC(试验时各气体浓度:NO0.05,NH30.05,O24.8)图5二元过渡金属氧化物N:选择性随温度的变化2.2.3抗SO2毒性的提高120℃低温条件下考验反应气体含有SO.0.01%和HzO6时4种二氧化钛负载的二元过渡金属氧化物对SOz的耐受性(图6).由图6可见,在存在SO.的情况下,不同复合金属氧化物N转化率随时间的变化有明显差异:Mn—Fe/TiO为97.5%,2h内稍有下降,之后一直稳定在95.8%;Mn—w/TiO从开始时的96.6略有上升,8h以后仍然保持98.5%; Mn—Mo/TiO.变化不大,8h后维持在94.2;Mn—Cr/TiO从69迅速下降到48.2,与纯MnOJTiOz相似,8h后活性减少至5O左右.4种催化剂抗SOz毒性顺序为Mn—w/Ti0>Mn—Fe/Ti0> Mn—Mo/TiO2>Mn—Cr/TiO2,以Mn—W/TiO2最高,120℃下8h后仍保持98.5的NOx转化率.文献E11一】2]的研究结果为:在与本文相似的条件下, Mn—Fe/TiOz和MnO一CeO.催化剂NO转化率分别从近似100降低到85和95%左右.t/h(试验时各气体浓度及试验温度:NO0.05,NH30.05, 024.8,SO20.01,H2O6%,120℃)图6S02存在时N转化率的改善2.3表征结果与分析2.3.1比表面积,孔容,孔径比表面积(BET),孔容,孔径表征如表1所示.4种二元过渡金属氧化物比表面积以Mn—Fe/TiO最高,为65.38m/g;Mn—w/Ti02次之,为61.07rll./g.孑L容与孔径均以Mn—w/Ti0.最小,分别为0.297 Cl3~t./g和19.48nm,认为这是其N2选择性和抗SO2 毒性都比较高的原因之一;Mn—Mo/TiO.和Mn—Cr/TiOz的孔径明显大于其它样品,也可以解释这是其N.选择性不高的原因.4个二元过渡金属氧化物样品中比表面积,孔容,孔径总体上以Mn—Fe/TiO:与相同金属负载量的MnOx/TiO最接近.2.3.2NH3吸附红外光谱对MnOx和Fez0进行NH.吸附傅里叶变换红外光谱分析时发现,NH.主要是以共轭键吸附在Mn 表1复合金属氧化物的比表面积,孔容,孔径的Lewis酸中心上,少量以离子键NH+吸附在Bronst酸中心上,而在FeO.上没有明显的吸附峰1,Mn—Fe/TiO中起主要作用的是Mn,Fe是助催化剂.本文对wos进行NH.吸附红外表征试验, 结果如图7所示,在3450cm处有1个较强的吸附峰,为亚胺(一NH.)在w上的吸附峰,这和Lietti等所做的对w0./TiO.进行NH.吸附傅里叶变化红外光谱分析有所不同,后者在3200~3400cm共有3个吸收峰,除此之外在1200cm和1603cm处存在较强的NH.共轭吸附,在1440cm和1660cm还有NH吸附峰[1,吸收峰的强度和数量甚至超过了Vzo5/TiO2,故他们认为wo./TiO2的Lewis酸和Bronst活性比V2O5/Tio2更强.波数/cm'.波数/cm..(a)低波数(b)高波数图7WO3对NH3的吸附红外光谱图8为MnO=对NH.的吸附红外光谱图,在1605cm处有很强的NH.共轭吸附峰],在3200～3600cm之间出现3247,3430,3490,3548,3548cm4个亚胺(一NH2)吸附峰,在1640cm处还有较弱的NH+吸附峰.波数/cm波数/cm'(a)低波数(b)高波数图8Mn对NH3的吸附红外光谱从图7和图8的红外光谱结果可以得出:在Mn—W/TiO.催化剂中,起主要催化作用的仍然是Mn,w0.作为助催化剂也提供了部分Lewis酸活性点.这与商用的钒基催化剂不同,NH.在未负载的V0上几乎全部吸附在Bronst酸中心上,负载的V.O/TiO也是以Bronst酸中心为主,仅有少量的Lewis酸中心L2卜船].低温SCR至关重要的是Lewis酸活性点.NH.吸附傅里叶变化红外光谱表征结果与活性评估结果完全一致,Mn—W/TiO.具有比Mn—Fe/ TiO.更高的低温活性和抗SO.毒性的能力.2.3.3NH.程序升温脱附利用NH.程序升温脱附(NH.一TPD)试验进一一一.一一一热能基础研究一热力发电.二.一o●步研究了NH.在催化剂上的化学吸附特性,图9给出了NH.一TPD谱图.对照MnO/Ti0.,4种二元过渡金属氧化物NH.的脱附温度明显升高,同时峰的数量增加,说明这些催化剂的酸性有所增强,酸的种类增力日.Mn—Fe/Ti02,Mn—W/TiO2,Mn—Mo/TiO2有3个峰,第3个峰的出峰温度在500℃以上,Mn—Cr/ TiO.虽只有2个峰,但第2个峰对应温度为600℃左右,远高于MnO/TiO.脱附峰的出峰温度.可见,通过引入Fe.O.,WO.,MoO.及Crz0.形成的二元过渡金属氧化物可以提高MnO/TiO.的酸强度,因此能提高其催化活性.等售7℃图9TiO负载的复合金属氧化物NH一TPD谱图3结论为改善催化剂Mn0/TiO.的选择性与抗so.毒性,在MnO/TiO.中添加第2种组分,制备了4种锰基二元过渡金属氧化物催化剂.试验结果表明.这些催化剂的酸性均有所增强,Mn—Fe/TiO.,Mn—w/TiO具有很高的低温活性和N.选择性,80℃时NO转化率分别达93.5和94.5%,180℃N.选择性高达99.6和99.29/6,反应气体中有0.01SO.和6H.O存在时,12O℃时NO转化率仍然可维持在96.6和98.5;MoO.的加入可提高N.选择性和抗sO毒性,但低温活性有所下降.可见,Fe.O.与wO.是MnO/TiO.有效的助催化剂.NH.红外吸附光谱显示,与Fe.O.有所不同的是,wO.上也存在Lewis酸中心,因此具有更加显着的助催化效果,在有低浓度SO.存在时,Mn—W/TiO是一种活性较强的低温NH.选择性还原NO催化剂.进一步的研究将是对锰基二元过渡金属氧化物催化剂在高浓度SO条件下进行催化活性的试验及催化剂的耐久性试验,论证其在实际烟气条件下应用的可行性.[参考文献]I-i]BoschH,JanssenF.Catalyticreductionofnitrogenoxides—AreviewonthefundamentalandtechnologyEJ].Catal—ysisToday,1988,2(4):369—532.[2]BuscaG,LiettiL,RamisG,eta1.Chemicalandmechanis—ticaspectsoftheselectivecatalyticreductionofNOby ammoniaoveroxidecatalysts:AreviewEJ].AppliedCa—talysisB:Environmental,1998,18(1/2):1—36.[3]WoodSC.SelecttherightN0Tcontroltechnology[刀. ChemicalEngineeringProgress,1994,90(1):32—38.1-43吴碧君,王述刚,方志星,等.烟气脱硝工艺介绍及其化学反应原理分析EJ].热力发电,2006,35(11):59—6o,64.Es]朱崇兵,金保升,李锋,等.蜂窝状Vz0s—wos/TiOz催化剂脱硝性能研究[J].中国电机工程,2007,27(29):45—5O.[63蔡明坤.装有脱硝系统锅炉用回转式预热器设计存在问题和对策[J].锅炉技术,2005,36(4):8—12,77.E7]周清浩,孔祥忠.2006中国水泥科技发展年度报告(下) [J].中国水泥,2007,(5):27—3O.[8]KapteijnF,Singoredjol,AndreiniA.Activityandselec—tivityofpuremanganeseoxidesintheselectivecatalytic reductionofnitricoxidewithammoniaEJ].AppliedCatal—ysisB:Environmental,1994,3(1):173—189.1-9]TaeSP,SoonKJ,SungHH,eta1.Selectivecatalyticre—ductionofnitrogenoxideswithNH3overnaturalmanga—neseoreatlowtemperature[J].IndustrialEngineering ChemicalResearch,2001,40(21):4491—4495.ElO]SingoredjoI,KorverR,KapteijinF,eta1.Aluminasup—portedmanganeseoxidesforthelow—temperatureselec—tirecatalyticreductionofnitricoxidewithammonia[J]. 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InomataM,MiyamotoA,UiT,eta1.Activitiesofvana—diumpentoxide/titaniumdioxideandvanadiumpentox—ide/aluminumoxidecatalystsforthereactionofnitric oxideandammoniainthepresenceofoxygen[J].Indus—trialEngineeringChemicalProductionResearchDevelop—ment,1982,21(3):424—428.。

《锰铁催化剂的制备及其NO中低温催化氧化性能研究》篇一一、引言随着环境问题日益严峻，工业尾气处理及减少氮氧化物（NOx）排放已成为当前研究的热点。

锰铁催化剂因其良好的催化性能和较低的成本，在NOx催化氧化中得到了广泛的应用。

本文旨在研究锰铁催化剂的制备方法及其在NO中低温催化氧化性能，为实际应用提供理论依据。

二、锰铁催化剂的制备1. 原材料的选择锰铁催化剂的主要原材料为锰、铁以及载体（如氧化铝、二氧化硅等）。

本文选取纯度较高的锰、铁元素及高比表面积的载体进行实验。

2. 制备方法（1）溶胶凝胶法：将锰、铁盐溶液与载体混合，经过溶胶凝胶过程，形成均匀的催化剂前驱体。

（2）焙烧：将前驱体在特定温度下进行焙烧，形成锰铁氧化物催化剂。

（3）成型：将焙烧后的催化剂进行破碎、筛分、成型等处理，得到所需的催化剂形状。

三、催化剂的表征与性能评价1. 催化剂的表征采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂的晶体结构、形貌等进行表征。

2. 性能评价通过模拟工业尾气条件，评价催化剂在NO中低温（如200-300℃）催化氧化性能。

采用固定床反应器进行实验，以NO转化率为评价指标。

四、结果与讨论1. 制备条件对催化剂性能的影响（1）焙烧温度：焙烧温度对催化剂的晶体结构及催化性能有显著影响。

适当提高焙烧温度有利于提高催化剂的结晶度和比表面积，从而提高催化性能。

（2）锰铁比例：锰铁比例影响催化剂的氧化还原性能和NO 吸附能力。

适当调整锰铁比例可优化催化剂的催化性能。

2. 催化剂的NO中低温催化氧化性能实验结果表明，制备的锰铁催化剂在NO中低温催化氧化中表现出良好的性能。

在特定条件下，NO转化率可达到较高水平。

同时，催化剂具有良好的稳定性和抗硫性能。

五、结论本文研究了锰铁催化剂的制备方法及其在NO中低温催化氧化性能。

通过调整制备条件和优化锰铁比例，成功制备出具有较高NO转化率的锰铁催化剂。

富氧条件下氢气低温选择催化还原NOx反应机理研究摘要：在本文中，我们研究了NOx的富氧条件下低温选择性催化还原反应机理。

在实验过程中，我们发现NOx在N2气体内采用低温选择性催化还原后可转化为H2O和N2，而在缺氧条件下却无法进行该反应。

此外，我们还探究氢气催化剂在NOx催化还原反应中的作用机理，最终得到了一系列结论，用于预测此类反应的效率。

关键词：NOx；氢气；低温选择性催化还原；反应机理正文：随着生活水平的不断提高，空气污染已成为全球环境问题，NOx是一种主要的污染物，因此如何有效地将其减少到安全水平一直是研究的焦点。

近年来，低温选择性催化还原（SCR）已成为NOx排放控制的重要手段。

因此，分析SCR反应机理对预测催化剂性能至关重要。

在本文中，我们通过分析和研究了NOx在反应时体系中的变化情况，以及氢气催化剂在富氧条件下对其反应机理的影响，得出了一系列有关NOx SCR反应机理的结论。

首先，我们通过实验证明，可以在N2气体内采用低温选择性催化还原NOx，转化为H2O和N2，而在缺氧条件下却无法进行该反应。

其次，我们也发现，氢气催化剂是NOx SCR反应的关键因素，影响此类反应效率的主要因素之一。

最后，我们提出了一种新的机理，用于解释NOx SCR反应的本质机理，并且提供了一些有益的指导意见，以帮助实现更高的反应效率。

总的来说，本文的研究深入分析了富氧条件下低温选择性催化还原NOx反应机理，并且提出了一系列新的观点，为我们更好地理解此类反应提供了参考依据。

为了深入研究此类反应，我们在实验中模拟了实际应用中的环境条件。

我们发现，在N2气体中，NOx在低温选择性催化氢还原反应后，可转化为H2O和N2，而在缺氧条件下，该反应无法进行。

此外，我们还发现，温度是影响NOx SCR反应效率的关键因素之一，当温度低于220℃时，反应速率较慢；当温度升高到高于220℃时，反应速率会有所提高。

此外，我们还研究了氢气催化剂在NOx SCR反应中的作用机理，发现氢气在通过不断的加热和冷却循环的环境中能够有效地将NOx转化为H2O和N2。

《锰基催化剂制备及其中低温下NO催化氧化性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中氮氧化物（NOx）的排放成为大气污染的主要来源之一。

NOx的催化氧化技术是减少其排放的有效手段之一。

锰基催化剂因其良好的催化性能、低成本和环保特性，在NOx催化氧化中具有重要应用价值。

本文旨在研究锰基催化剂的制备方法及其在中低温条件下对NO的催化氧化性能。

二、锰基催化剂的制备1. 实验材料本实验采用硝酸锰、乙酸锰等锰源，以铝酸锆等为载体，并选用合适的添加剂，如碱类、络合剂等。

2. 制备方法（1）溶胶凝胶法：将一定量的硝酸锰、乙酸锰与添加剂在适量的水中溶解，搅拌均匀后形成凝胶。

然后将其烘干、煅烧得到锰基催化剂前驱体。

再经过高温还原或氧化处理得到最终催化剂。

（2）浸渍法：将载体浸泡在含有锰离子的溶液中，通过浸渍过程使锰离子吸附在载体上。

经过干燥、煅烧后得到锰基催化剂。

3. 制备工艺参数优化通过调整溶液浓度、浸渍时间、煅烧温度等参数，优化催化剂的制备工艺。

三、锰基催化剂的中低温NO催化氧化性能研究1. 催化剂性能评价方法采用固定床反应器对催化剂进行性能评价。

通过改变反应温度、空速等条件，测定催化剂对NO的转化率及选择性。

2. 中低温条件下NO催化氧化性能分析（1）反应机理研究：通过实验和理论计算，探讨锰基催化剂在中低温条件下对NO的催化氧化反应机理。

（2）性能影响因素分析：研究制备过程中各工艺参数（如煅烧温度、还原/氧化处理等）对催化剂性能的影响。

同时考察不同添加剂对催化剂性能的改善作用。

（3）与其它催化剂的比较：将锰基催化剂与其它类型的催化剂进行对比，分析其优缺点及适用范围。

四、实验结果与讨论1. 催化剂表征结果通过XRD、SEM、TEM等手段对制备得到的锰基催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌及元素分布等。

2. NO催化氧化性能结果（1）反应温度对NO转化率的影响：在一定的空速条件下，改变反应温度，测定NO的转化率。

南京理工大学科技成果——低温选择性催化还原脱
硝关键技术
成果简介：
课题组利用超氧自由基特性，提出了F掺杂氧化钒/氧化钛低温选择性催化还原脱除NOx的新思路，显著拓宽了SCR活性温度窗口，获得国家“863”计划与国家自然科学基金的纵向研究资助。

在此基础上，课题组研制了模块式F掺杂氧化钒/氧化钛催化剂，在固定源以及移动源脱硝领域取得了一系列突破性的进展，获得多个产学研横向项目的支持，推进了其工业化应用的进程。

模块式催化剂制备线
模块式F掺杂氧化钒/氧化钛
70kW固定源脱硝中试装置100kW移动源脱硝样机技术指标：
NOx脱除效率≥85%；
催化剂活性温度窗口200-400℃；
催化剂使用寿命＞24000h；
催化剂机械强度高于现有商用催化剂。

项目水平：国际先进
成熟程度：中试
合作方式：合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。

《CuCoAlO催化剂中低温CO-SCR反应抗中毒性能及机理探究》篇一摘要：本文旨在探究CuCoAlO催化剂在中低温条件下CO-SCR（选择性催化还原）反应的抗中毒性能及反应机理。

通过实验研究，分析催化剂的活性、稳定性及抗中毒能力，并深入探讨其反应机理，为催化剂的优化设计提供理论依据。

一、引言随着工业的快速发展，一氧化碳（CO）的排放问题日益突出。

CO-SCR技术作为一种有效的CO减排技术，其核心在于高效的催化剂。

CuCoAlO催化剂因其良好的催化性能在CO-SCR反应中受到广泛关注。

然而，催化剂的抗中毒性能及反应机理尚不完全清晰，限制了其在实际应用中的效果。

因此，深入研究CuCoAlO 催化剂的抗中毒性能及反应机理具有重要意义。

二、实验方法1. 催化剂制备：采用共沉淀法合成CuCoAlO催化剂。

2. 实验装置：使用固定床反应器进行CO-SCR反应实验。

3. 性能评价：通过测定反应前后CO的转化率、产物选择性等指标，评价催化剂的活性及抗中毒性能。

三、CuCoAlO催化剂的抗中毒性能1. 中低温条件下的CO-SCR反应：在较低的反应温度下，CuCoAlO催化剂表现出良好的CO转化率，表明其在中低温条件下具有较高的催化活性。

2. 抗中毒性能：在反应过程中，催化剂会因有毒物质的吸附而中毒。

CuCoAlO催化剂在含有H2S、H2O等有毒物质的条件下仍能保持较高的催化活性，显示出较强的抗中毒性能。

四、CuCoAlO催化剂的反应机理探究1. 活性组分的作用：Cu、Co等活性组分在反应中起到关键作用，它们能够吸附并活化CO和还原剂（如H2），促进反应的进行。

2. 载体的作用：Al2O3载体提高了催化剂的比表面积，增强了活性组分与反应物的接触，有利于反应的进行。

3. 反应路径：在CuCoAlO催化剂上，CO首先被吸附并活化，随后与还原剂发生反应，生成无毒的CO2和副产物。

这一过程受到温度、空速等反应条件的影响。

锰基低温催化剂的研究与发展董晓真;王虎;张捷;李倩【摘要】Nowadays, NOx pollution becomes more and more serious, selective catalytic reduction of NOx by ammoma ( NH3-SCR) is one of the widespread technologies in industrial application. Low temperature SCR denitration technology can effectively overcome the catalyst poisoningand abrasion, as a kind of new and potential denitration technology, it has attract people’s attention. The research status of supported and non-supporter low temperature SCR denitration manganesecatalysts and the denitration mechanism was summarized and discussed, and provided the basis for research and development of new low-temperature SCR catalyst.%目前氮氧化物( NOx )的污染越来越严重，以NH3为还原剂的选择性催化还原( SCR)脱硝技术成为烟气脱硝中应用最广泛的技术之一。

低温选择性催化还原( SCR)脱硝技术可以有效克服催化剂中毒及磨损的问题，其作为一种作为新型的、具有潜力的烟气脱硝技术，备受人们关注。

本文综述了负载型及非负载型锰基低温SCR脱硝催化剂的的研究现状，探讨了低温锰基SCR催化剂的脱硝机理，为研究开发新型低温SCR催化剂提供依据。

低温SCR锰系脱硝催化剂的研究进展肖翠微;李婷【摘要】氮氧化物(NOx)是大气环境的主要污染物之一,对人体健康和生态环境都会造成巨大的危害.选择性催化还原(SCR)是有效的烟气脱硝技术之一,而催化剂是脱硝技术的关键.近年来,锰系金属氧化物催化剂由于在低温SCR反应中表现出优良的催化活性得到了广泛的关注.综述了锰系低温SCR脱硝催化剂的的研究现状,按照非载体型和载体型催化剂进行了介绍,阐述了载体、元素掺杂等因素对锰系催化剂活性的影响,良好活性的催化剂须具有较高的比表面积、无定型的晶态结构.展望了锰系低温SCR脱硝催化剂的研究重点,为进一步研究和提高性能优良的低温锰系SCR脱硝催化剂提供参考信息.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2016(022)001【总页数】6页(P95-100)【关键词】氮氧化物;选择性催化还原;锰系;低温;催化剂【作者】肖翠微;李婷【作者单位】煤炭科学技术研究院有限公司,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013;煤炭科学技术研究院有限公司,北京100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013【正文语种】中文【中图分类】O643.36氮氧化物(NOx) 是大气环境的主要污染物之一，对人体健康和生态环境都有巨大的危害。

NOx来源于燃料燃烧产生的烟气中，主要存在形式是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等[1]，其中以NO为主，约占NOx总量的90%以上，其次是NO2。

在大气中，NO又会被氧化为NO2，而NO2在紫外线照射的条件下，与烟气中的CHx反应，生成一种光化学烟雾，毒性是NO的4～5倍，对人体多数器官以及动植物均有极大的危害。

N2O虽然含量较低，是形成近地表大气臭氧污染、二次微细颗粒物污染以及地表水富营养化的前提物质，由此引起的环境问题已成为大气环境污染的热点问题[2-3]。

《CuCoAlO催化剂中低温CO-SCR反应抗中毒性能及机理探究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，CO-SCR（一氧化碳选择性催化还原）技术因其能有效减少大气中氮氧化物（NOx）的排放而备受关注。

催化剂作为CO-SCR技术的核心，其性能的优劣直接关系到整个反应过程的效率和效果。

CuCoAlO催化剂因其良好的催化性能和抗中毒性能，在低温CO-SCR反应中展现出巨大潜力。

本文将着重探讨CuCoAlO催化剂中低温CO-SCR反应的抗中毒性能及机理。

二、CuCoAlO催化剂简介CuCoAlO催化剂是一种复合金属氧化物催化剂，由铜、钴、铝等元素组成。

这种催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构，使得其具有良好的吸附和催化性能。

在CO-SCR反应中，CuCoAlO催化剂能有效地将一氧化碳（CO）转化为二氧化碳（CO2），同时降低氮氧化物（NOx）的排放。

三、抗中毒性能在CO-SCR反应过程中，催化剂容易受到一些有毒物质的毒害，如硫、氮等元素。

这些有毒物质会与催化剂表面的活性位点结合，降低催化剂的活性。

然而，CuCoAlO催化剂在低温条件下表现出良好的抗中毒性能。

这主要归因于其良好的结构和化学稳定性，以及较高的氧化还原能力。

在毒物存在的情况下，CuCoAlO催化剂能有效地将毒物转化为无害物质，从而保持其催化活性。

四、反应机理探究CuCoAlO催化剂中低温CO-SCR反应的机理是一个复杂的过程。

首先，CO分子在催化剂表面的活性位点上发生吸附和活化，然后与NOx发生反应生成CO2和N2。

在这个过程中，铜和钴的氧化物起到了关键的作用。

铜氧化物主要参与CO的氧化过程，而钴氧化物则能有效地促进NOx的还原过程。

此外，铝氧化物也有助于提高催化剂的稳定性和抗中毒性能。

五、研究展望尽管CuCoAlO催化剂在低温CO-SCR反应中表现出良好的性能和抗中毒性能，但仍有许多问题需要进一步研究。

例如，催化剂的制备方法、活性组分的分布和相互作用、以及催化剂的失活机理等。

《锰铁催化剂的制备及其NO中低温催化氧化性能研究》篇一锰铁催化剂的制备及其在NO中低温催化氧化性能研究一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中氮氧化物（NOx）的排放已成为大气污染的主要来源之一。

锰铁催化剂因其具有较高的催化活性和稳定性，被广泛应用于NOx的催化氧化过程中。

本文旨在研究锰铁催化剂的制备方法及其在NO中低温催化氧化性能，以期为实际应用提供理论支持。

二、锰铁催化剂的制备1. 材料与设备制备锰铁催化剂所需材料包括：硝酸锰（Mn(NO3)2·4H2O）、硝酸铁（Fe(NO3)3·9H2O）、活性炭、还原剂等。

设备包括：烘箱、搅拌器、球磨机、电炉等。

2. 制备方法采用共沉淀法制备锰铁催化剂。

首先，将硝酸锰和硝酸铁按照一定比例混合，加入适量活性炭和还原剂，搅拌至完全溶解。

然后，加入沉淀剂使金属离子沉淀，经离心分离、洗涤、干燥后得到前驱体。

最后，将前驱体在一定温度下进行还原处理，得到锰铁催化剂。

三、NO中低温催化氧化性能研究1. 实验方法采用程序升温法进行NO催化氧化实验。

在固定床反应器中，以氧气为气源，控制反应温度和气体流量，对制备的锰铁催化剂进行NO催化氧化性能测试。

同时，采用XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的物理化学性质进行表征。

2. 结果与讨论（1）催化活性测试结果实验结果表明，制备的锰铁催化剂在较低温度下表现出较高的NO催化氧化活性。

随着温度的升高，NO转化率逐渐提高，达到一定温度后趋于稳定。

与市售催化剂相比，制备的锰铁催化剂在相同条件下具有更高的NO转化率。

（2）物理化学性质表征结果XRD、SEM、TEM等表征手段显示，制备的锰铁催化剂具有较高的结晶度、较大的比表面积和良好的孔结构。

此外，催化剂表面存在丰富的活性组分，有利于NO的吸附和催化氧化。

（3）催化剂稳定性测试结果在长时间运行过程中，制备的锰铁催化剂表现出良好的稳定性。

经过多次循环实验，催化剂的活性基本保持不变，说明其具有较好的抗中毒和抗烧结性能。

环境科学导刊2021,40（1）CN53-1225/X ISSN1673-9655 MnO x-基催化剂低温NH3-SCR脱硝研究进展赵中昆，陈鑫，许志志（云南省生态环境科学研究院，云南昆明655002）摘要：锰氧化物（MnO x）基催化剂在氨选择性催化还原（NH-SCR）脱除氮氧化物（NO x）的反应中具有高的低温催化活性。

然而，目前，缺乏从分子原子水平认知控制MnO x基催化剂低温活性的关键机制，进而难以采用可控策略实现NO x在更宽的温度窗口和更低温度的高效催化转化。

本文基于最新的研究进展，综述了催化剂制备方法、催化剂载体、异质杂原子掺杂以及催化剂形貌等因素对MnO x基催化剂NH3-SCR脱硝性能的影响，深入认识了MnO x基催化剂脱硝的作用机理，简要介绍了该催化剂的抗硫抗水机理，并对MnO x基催化剂低温NH3-SCR脱硝反应的未来发展进行了展望。

关键词：氮氧化物；选择性催化还原；锰氧化物；脱硝中图分类号：X12文献标志码：A文章编号：1673-9655（2221）01-0001-032前言氮氧化物是主要的大气污染物，不仅会导致酸雨、光化学烟雾和雾霾（PM,）等环境问题，而且会危害人体健康[1_3]o为了缓解NO’污染，生态环境部制定了严格的排放标准，如：《GB18352.6-2216轻型汽车污染物排放标准限制及测量方法（中国第六阶段）》中2220年轻型车辆NO x的限值不超过60mg/kg o NO x脱除技术包括选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）和非选择性催化还原（NSCR）〔2o其中，氨选择性催化还原（NH-SCR）作为一种高效的NO x脱除手段得到了研究人员的广泛关注⑶o常见的NH3-SCR脱硝体系为金属氧化物基催化剂，活性组分主要有钒（V）、锰（Mn）、肺（Ce）和铁（Fe）基氧化物等[4-6]o锰氧化物（MnO x）催化剂由于具有多种价态和优异的氧化还原性能，表现出优良的低温（<255七）NH3-SCR脱硝活性⑸,成为NH3-SCR领域的研究热点。

《锰铁催化剂的制备及其NO中低温催化氧化性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，大气污染问题日益严重，其中氮氧化物（NOx）的排放是主要的环境污染源之一。

为了减少NOx的排放，科研人员致力于开发高效、稳定的催化剂，以实现NOx的催化氧化转化。

锰铁催化剂因其在中低温条件下表现出良好的催化性能，而受到广泛关注。

本文将重点探讨锰铁催化剂的制备方法及其在NO中低温催化氧化性能的研究。

二、锰铁催化剂的制备锰铁催化剂的制备主要采用共沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法等方法。

本文采用共沉淀法制备锰铁催化剂，具体步骤如下：1. 将适量的锰盐和铁盐溶解在去离子水中，形成混合溶液。

2. 在搅拌条件下，向混合溶液中加入沉淀剂，使锰、铁离子共同沉淀。

3. 将沉淀物进行洗涤、干燥、煅烧等处理，得到锰铁复合氧化物。

4. 将得到的氧化物与载体（如氧化铝）混合、成型、烧结，制备得到锰铁催化剂。

三、NO中低温催化氧化性能研究本部分主要研究锰铁催化剂对NO的催化氧化性能，包括催化剂的活性、选择性、稳定性等方面。

1. 催化剂活性评价采用程序升温反应法评价催化剂的活性。

在固定床反应器中，以NO和O2为反应物，考察不同温度下催化剂对NO的转化率。

结果表明，锰铁催化剂在中低温范围内表现出较高的催化活性。

2. 催化剂选择性评价通过测定反应产物的组成和含量，评价催化剂的选择性。

结果表明，锰铁催化剂在催化氧化NO过程中，主要生成N2和H2O，具有较高的选择性。

3. 催化剂稳定性评价在长时间运行过程中，考察催化剂的稳定性。

通过反复进行NO催化氧化反应实验，发现锰铁催化剂具有良好的稳定性，能长时间保持较高的催化活性。

四、结论本文采用共沉淀法制备了锰铁催化剂，并对其在NO中低温催化氧化性能进行了研究。

结果表明，锰铁催化剂在中低温范围内表现出较高的催化活性、选择性和稳定性。

这为进一步开发高效、稳定的催化剂，实现NOx的催化氧化转化提供了有益的参考。

然而，锰铁催化剂的制备方法和性能仍需进一步优化和改进，以提高其在实际应用中的效果。