CuO催化劑的合成及其催化NO的應用*

潘冠福 徐定華 杭晨哲 麻媛媛 張海云

(中國計量科學研究院，北京 100029)

我國是燃煤大國，煤炭的燃燒會產生氮氧化物(NOx)污染物，我國對燃煤鍋爐的NOx排放有非常嚴格的限制，如北京及周邊地區要求新建鍋爐NOx排放標準為30 mg/m3以下[1]。NOx中NO所占比例很高，且由于NO的溶解和可吸收性較差，又是許多其他污染物的前驅物，因此NO的轉化降解具有重要意義。目前應用最廣泛的NOx脫除方法是將NOx還原為N2的選擇性催化還原(SCR)法和選擇性非催化還原(SNCR)法，但應用過程中常會出現還原劑逃逸的現象，造成新的污染并且腐蝕設備[2-3]。同時SCR和SNCR的反應溫度要求較高，SCR溫度范圍要求300～420 ℃，SNCR的溫度范圍要求800～1 150 ℃[4-5]。但很多小型燃煤鍋爐的煙道和爐膛溫度不能滿足SCR和SNCR的要求。因此，開發低溫NO轉化降解技術是非常有必要的。將NO先氧化為NO2，再利用NO2相對較好的可吸收性采用NaOH、Na2CO3和石灰等吸收劑進行吸收就可以實現NO的低溫轉化。但NO不會自發地向NO2轉化，必須對NO進行催化氧化。工業催化劑必須控制成本且抗毒性強，因此貴金屬催化劑不適用于工業生產過程。過渡態金屬及其氧化物催化劑由于具有良好的催化活性、低廉的成本和不易中毒等優點非常適宜用于對NO進行催化氧化。采用活性負載Mn[6]1793、Cu-Mn[7]532、Co3O4[8]805、MnOx[9]65等成分的催化劑對NO進行催化氧化的研究均得到了良好的催化效果。催化氧化過程中O2是以吸附在催化劑表面的吸附態O-參與反應，含氧量增加導致含氧基團增加，從而促進NO氧化為NO2，但當含氧量增加到一定濃度時，催化劑對氧的吸附接近飽和，氧化率不再提高[10-11]，催化氧化效果相對穩定。……