鉻基催化劑的制備、表征及其催化氧化NO性能的研究.pdf

1、催化氧化NO是目前煙氣同時脫硫脫氮技術(shù)的研究核心。本論文以CrOx為活性組分，摻雜稀土金屬Ce制備催化氧化NO的催化劑，載體選擇目前極具應(yīng)用前景的TiO2-PILC，考察Ce摻雜后催化劑性能的變化情況，并研究TiO2-PILC載體的優(yōu)勢。
　　 首先，比較Cr/TiO2-PILC和Cr/TiO2催化劑催化氧化NO的活性。兩種催化劑均為負(fù)載10％的Cr時活性最佳，在每個測試溫度點(diǎn)Cr/TiO2-PILC活性均高于Cr/TiO2。利

2、用BET、XRD、SEM、TPR和XPS等表征手段分析Cr/TiO2-PILC活性優(yōu)于Cr/TiO2的原因:TiO2-PILC載體能夠提高活性組分在載體上的分散程度，并且Cr/TiO2-PILC上存在六價鉻，而高氧化態(tài)的Cr有利于催化氧化NO。利用EPR和XPS表征初步解釋了Cr/TiO2-PILC催化劑催化氧化NO的反應(yīng)機(jī)理:Cr/TiO2-PILC上存在Cr3+和Cr6+，兩者之間可以相互轉(zhuǎn)化的過程，Cr3+是吸附O2的中心，能夠?qū)?/p>

3、一個電子傳遞給O2使之形成超氧自由基O2-，NO吸附在Cr6+上，生成中間態(tài)NO*，O2-與NO*相互作用，形成NO2。
　　 其次，摻雜Ce元素制得CrCeTiP催化劑，經(jīng)活性測試發(fā)現(xiàn)CrCeTiP催化氧化NO的能力明顯提高。活性順序如下:Cr(1)Ce(0.25)TiP＞Cr(1)Ce(0.5)TiP＞Cr(1)Ce(0.17)TiP＞Cr(1)Ce(0)TiP＞Cr(1)Ce(1)TiP。500℃下煅燒所得Cr(1)Ce(

4、0.25)TiP催化劑活性最好，并且TEM圖表明Cr(1)Ce(0.25)TiP為圓形納米顆粒結(jié)構(gòu)，平均粒徑小于10nm，粒徑分布均勻。Ce的摻雜使得晶格氧的流動性變強(qiáng)，Ce4+到Ce3+的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生電子的不平衡，促進(jìn)電子的移動，有利于空位和不飽和化學(xué)鍵的生成，促進(jìn)化學(xué)吸附氧的形成，并且隨著Ce含量的增加，Ti原子周圍電子云密度降低，說明Ti與Ce之間存在強(qiáng)作用力。
　　 對Cr(1)Ce(0.25)TiP催化劑催化氧化NO的動力

5、學(xué)進(jìn)行了研究。低空速下，混合氣體在催化劑表面停留時間長，有利于氣固兩相充分接觸，能夠氧化較多NO，因此較低的空速有利于NO的轉(zhuǎn)化。隨著空速的不斷降低，Cr(1)Ce(0.25)TiP氧化NO的能力愈強(qiáng)。當(dāng)NO濃度升高，NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率卻逐漸降低。當(dāng)O2含量逐漸增大，NO轉(zhuǎn)化率呈增長趨勢，當(dāng)O2含量達(dá)到8％時，NO的轉(zhuǎn)化率為61％，但當(dāng)O2含量繼續(xù)升高，NO的轉(zhuǎn)化率維持穩(wěn)定。
　　 考察Cr(1)Ce(0.25)TiP催化