TiO2与Al2O3载体对V基催化剂脱硝活性影响的研究(4)
1.2.1 贵金属催化剂
由于贵金属催化剂具有较高的活性而成为SCR反应中最早研究并使用的催化剂[13]。Pt、Rh、Pd等催化剂均为较常见的贵金属催化剂，这些催化剂主要用于汽车尾气的治理[14]。
大部分的贵金属催化剂对CO具有较高的活性，只有Rh对NO的排放有控制作用。Pt催化剂在碳氢化合物选择性还原NOx的反应中的催化活性较高，在移动源低温脱氮上运用较好，但缺点是其选择性低。Qi等[15]把Pd分别负载在TiO2/Al2O3、Ti- PILC、Fe- PILC、Al- PILC和Zr- PILC上，在低温富氧条件下进行活性测试，实验结果表明，在Ti-PILC负载Pd催化剂时催化剂拥有较高的NO的转化率和相比于其他催化剂最高的N2选择性。Wang等[16]人研究了Pt-La-CeO/Al2O3型催化剂，结果显示，添加La、Ce后能使Pt催化剂的效率提高，并且耐硫效果良好。在H2-CO-NOx-O2 条件下，Macleod 等[17]对比研究了Pt/ Al2O3和Pd/Al2O3催化剂对CO的活性效果，结果显示：CO在Pt上的吸附作用较强，但是当CO的吸附量过多时，Pt催化剂会产生中毒现象。并且在实际废气比例下Pd/Al2O3的催化活性优于Pd/SiO2。此外Burch R 等[18]研究了在NO/ H2/O2条件下Pt/Al2O3和 Pt/ SiO2催化剂的催化活性，结果发现，Pt/Al2O3催化剂在140℃时转化率只有50%，而1%Pt/SiO2催化剂在90℃时转化率就已经达到75%，由此可见，低温条件下，Pt/SiO2的催化活性较高。
该类催化剂在移动源脱硝领域有一定应用，但因贵金属催化剂成本高，并易发生氧抑制和硫中毒，在高硫煤烟气中催化剂容易永久失活，因此，其在固定源燃煤电厂应用受限。
1.2.2 金属氧化物催化剂
目前，SCR 技术中最常用的催化剂就是金属氧化物催化剂，主要包括非负载型、以 Al2O3为载体和以 TiO2为载体的金属氧化物催化剂。
1.2.2.1 非负载型金属氧化物催化剂
在非负载型金属氧化物催化剂中，MnOx、CeO2及CO3O4等催化剂已发展为当今脱硝领域的研究重点。Tang等[19]采用柠檬酸法制备了MnOx、MnOx-CeO2复合催化剂，研究发现，在80 ℃下，CeO2的添加可使NOx转化率从31.3%提高到82.4%；其原因在于CeO2可促进MnOx催化剂比表面积增大、使其吸附性能增强并增加单位面积活性位的数量，从而加强氧的流动性，进而使NH3的活化性能大大增强。此后，Qi[20] 等制备了一系列MnOX- CeO2，并在氨气存在的富氧条件下检测催化剂对于NO的选择性催化还原效果。实验结果表明，在空速42000 h-1的条件下，温度只有150℃时该系类催化剂对NO的最高转化率可达到95%。结果显示，催化剂的脱硝活性最高点为Mn/( Mn+ Ce)的摩尔比为0.4处，并且在低温反应区，几乎不生成N2O。
另外，Irfan等[21]研究发现Co3O4-WO3复合氧化物催化剂在低温下抵抗SO2毒化性能较好，并可使NOx脱除效率达到100%，这是因为WO3和Co3O4之间的协同作用明显，促进了稳定性，并提高了催化效率。
该类催化剂成本相对较高，目前尚处于研究阶段，成型方式也不清楚，在工业化应用上还不能大规模投入。
1.2.2.2 以Al2O3为载体的金属氧化物催化剂
由于氧化铝在高温时较稳定，并且含氮的物质在氧化铝的表面更易于吸附和还原，所以在金属氧化物催化剂中Al2O3被认为是较理想的载体。文献[22]以Al2O3负载锰的氧化物作为SCR催化剂，在反应温度为100～200℃、空速为22000～116000/h时，该催化剂表现出了较高的选择性和催化活性。
Ramis等[23]研究了SCR催化剂Fe2O3/Al2O3的含氮组分吸附与氧化的红外光谱，结果发现，NH3分子分解生成中间体NH2，而NH2又与NO反应生成中间体NH2NO，进一步分解为N2。
为考察C8H18和C8H18+H2选择性催化还原NO的动力学行为，Arve [24]等人研究银的质量分数为1.9%的Ag/Al2O3催化剂在氢气辅助下与正辛烷的SCR反应，并研究其动力学状况。研究结果表明，随着氢气浓度的升高，NO的转化率升高,并且当氢气的体积浓度为0.5%时，NO的反应级数为0.4，辛烷的反应级数为1.4。他们还发现，氢气相对于其他的反应物(NO和正辛烷)在NO转变为N2的反应中起主要作用。同时在低温范围内氧气的存在可以在很大程度上提高该催化剂的催化活性[25]，进一步研究发现[26]，Ag/Al2O3 催化剂最佳负载量为2%（质量分数）。
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