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随着现代化进程的加快,能源消耗量正在逐年俱增。人类在利用能源焚烧过程中释放的热能和产生电能的同时,也会释放氮氧化物(NOx)二次污染,影响人类健康及环境生态系统。工业上的烟气脱硝技术—选择性催化还原(SCR)装置多在除尘脱硫装置之后,烟气到达脱硝装置时,温度较低。显然,现有的高温催化剂并不能满足实际需求,开发适合在中低温下应用的SCR脱硝催化剂,能够有效的解决目前脱硝工艺面临的技术难题。因此本文将以类水滑石作为前驱体,通过煅烧制备出活性组分高度分散的新型铜基SCR催化剂。根据烟气组分的特征,借助于类水滑石材料中金属阳离子可调控的特性,将具有多种功能的活性金属阳离子引入到类水滑石材料中,提高该催化剂的中低温脱硝性能及抗中毒性能。通过共沉淀方法、调控金属元素比例和煅烧温度制备出类水滑石衍生CuAlOx催化剂,优选的Cu4Al1Ox催化剂展现了良好的催化活性及优异的热稳定性。煅烧温度为400℃,Cu4Al1Ox在200℃达到其最大脱硝率(91.1%);煅烧温度为700℃,其脱硝率仍高达84.7%。此外,CuAlOx的低温脱硝性能和抗中毒性能仍需要进一步提高。本文针对提高铜基催化剂的低温脱硝性能和抗中毒性能进行了研究。结果表明,锰改性的CuMnAlOx催化剂具有优异的低温SCR脱硝性能。优选的Cu2Mno.5Al0.5Ox催化剂在150℃时的脱硝率高达91.2%;钛改性的CuMnTiOx催化剂展现了良好的催化活性及优异的抗硫稳定性。优选的Cu1Mn0.sTi0.sOx催化剂在200℃时的脱硝率高达90%。在100ppm SO2存在的气氛中运行12h后,脱硝率略微下降并稳定在70%;镁改性的CuMgMnAlOx催化剂具有优异的低温性能和抗硫性能。优选的Cuo.5Mg1.5Mno.5Alo.5Ox催化剂在 150℃时的脱硝率为 96.6%。在 100 ppm SO2+5%H2O存在的气氛中运行18 h后,脱硝率为64.2%;铈改性的Ce/Cu4Al1Ox催化剂具有优异的催化活性及抗HCl和SO2性能。优选的Ce2/Cu4Al1Ox催化剂在200℃时的脱硝率为 95.3%,在 100 ppm HCl+100 ppm SO2+5%H2O 存在的气氛中运行 9 h 后,Ce2/Cu4Al1Ox仍具有57.2%的脱硝率。本论文对各种过渡金属改性后的催化剂的反应机制和抗中毒机理也进行了研究,结果表明,高分散活性物种的存在、强的氧化还原能力、氧空位及酸性位点的存在可能是金属元素改性后催化剂具有优异脱硝性能的原因。