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氮氧化物是主要的大气污染物之一,可引起一系列的环境问题,如:雾霾、酸雨、光化学烟雾、温室效应等,对人体健康和生态环境造成威胁。移动源排放的尾气由于在人口稠密地区,因此对人体健康的威胁更大,采用有效的控制手段控制其排放极为重要。NH3-SCR是目前公认的脱除柴油车尾气中氮氧化物最有效的手段之一。现在广泛使用的钒基商业催化剂温度操作窗口较窄、N2选择性较差、钒在高温挥发性和生物毒性等缺点已经不能满足人们日益严格的要求,因此亟需开发高效的且对环境友好的NH3-SCR脱硝催化剂。稀土元素铈因其特有的储氧/释氧能力和优异的氧化还原性能受到众多NH3-SCR研究者们的青睐。但是纯二氧化铈表现出很差的脱硝能力和极低的N2选择性而不能满足脱硝要求,需要对其进行改性,提高其表面酸性,增加对NH3的吸附从而获得优异的脱硝效果。基于本课题组前面的研究,本论文将不同含量CeO2负载于两种不同的固体超强酸,研究氧化还原能力和表面酸性的变化对催化剂NH3-SCR催化活性的影响。主要研究内容如下:(1)以固体超强酸ZrO2-SO42-为载体,采用共沉淀法制备了不同CeO2含量的CeO2/ZrO2-SO42-催化剂,用于NH3选择性还原NO性能研究。该催化剂在300-500℃的温度范围内表现出约98%的NOx转化效率和优异的N2选择性。而低温活性随着增加二氧化铈含量在一定范围内可以明显地被提高,但是过高的CeO2含量对催化剂活性具有明显地抑制作用。经过H2-TPR、XRD表征发现,二氧化铈含量过高,与锆的相互作用力增强,形成铈锆固溶体,使得氧化还原性能下降,从而降低了脱硝性能。(2)以固体超强酸TiO2-ZrO2-SO42-为载体,采用浸渍法合成了一系列不同CeO2负载量的CeO2/TiO2-ZrO2-SO42-催化剂,并进行了NH3-SCR脱硝性能的测试。结果表明,随着含量的增加,催化剂低温活性有所提高,但是高温催化活性急剧下降。结合H2-TPR和NH3-DRIFTS等表征结果,随着CeO2负载量的增加,氧化还原能力逐渐增强,表面酸性总体呈下降趋势。采用原位红外研究随着CeO2含量增加对高低温反应过程的影响,低温条件下,中间物种-NH2物种的增多使得表面吸附氨与气态NOx的反应会随着CeO2含量增加而变得容易。增加CeO2含量有利于该催化剂低温条件下NH3-SCR反应沿着L-H机理进行。高温条件下,催化剂主要沿着E-R机理反应进行,但是由于CeO2含量过高,表面酸的缺失导致高含量催化剂表面产生较多不活跃的双配位硝酸盐物种,抑制反应进行。