活性炭的預處理對CeO2/AC催化劑NH3選擇性催化還原NOx性能的影響

黃利華, 李 雪, 陳耀強

(1. 西南科技大學 環境與資源學院, 四川 綿陽621010;2. 四川大學 化學學院, 四川 成都610064)

1 前言

NOx是大氣中的主要污染物質之一，它能夠造成臭氧層的破壞，形成酸雨和光化學煙霧，對生物、環境和生態系統產生嚴重危害，因此必須對其進行有效治理。控制NOx排放最為有效的技術是NH3選擇性催化還原技術(NH3-SCR)，其核心是催化劑[1-3]，目前工業上常用的是V2O5-WO3(MoO3)/TiO2，該催化劑的工作溫度需在350 ℃以上，為避免煙氣重復加熱，需布置在除塵器上游，但該工藝段中含有大量的煙塵和SO2，長時間暴露易導致催化劑磨損、堵塞、硫中毒、燒結等失活現象[2,3]。另一方面，目前的SCR技術難于與中國現有鍋爐匹配，造成改造成本巨大。因此開發可至于脫硫除塵之后的低溫SCR催化劑非常具有現實意義。

活性炭具有高的比表面、豐富的微孔結構和含氧官能團，在低溫SCR脫硝催化劑中受到了廣泛的關注和研究[4-6]。大量的研究結果表明[7-10]，活性組分的種類及活性炭的表面性質是影響此類催化劑低溫活性的關鍵因素。如在活性炭負載的V、Fe、Cu、Mn、Ce催化劑中，只有MnOx/AC和CeO2/AC顯示出了優異的低溫活性，在150～200 ℃范圍內對NO的轉化率在90%以上[11-15]。這與分別與Mn所具有的多種不穩定價態和Ce所具有的優異的儲放氧性能及氧化還原性能有關[16-18]。活性炭的表面性質對其催化性能有顯著影響，采用HNO3、H2SO4、H2O2、微波等[19-21]對活性炭進行預處理可改變其表面化學性能，從而影響其催化活性。如Teng[19]等的研究表明，用硫酸和硝酸處理活性炭可提高其表面含氧官能團的數量，從而拓寬活性炭的溫度窗口并提高其活性。……