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催化剂是SCR烟气脱硝技术的核心,也是影响整个SCR系统脱硝效果和经济性的主要因素。目前燃煤电厂使用的商业VWTi催化剂因受其活性温度限制,常被布置于高温高尘区,因此,不可避免会遭遇飞灰中的碱金属等物质而中毒失活。碱金属在烟尘中存在形式多样,纵观文献,对不同形态碱金属中毒的对比研究和抗碱金属中毒的研究较少。因此,研究不同形态的碱金属中毒机理,并开发出一种具有高效抗碱金属中毒性能的催化剂具有重要的实际意义。本文以商业VWTi催化剂为研究对象,研究不同形态碱金属的中毒规律和机理,在此基础上对VWTi催化剂进行改性,提升催化剂抗中毒性能,并分析其抗碱金属中毒机理。本文首先采用浸渍法负载不同量的KCl、K2O、NaCl和Na2O,研究其对VWTi脱硝效率和结构特性的影响规律。碱金属无论是以氧化物形式还是以氯盐形式存在于催化剂上,催化剂脱硝效率都随负载量增大而降低,并且,K的影响作用强于Na,氯盐的影响作用强于氧化物,SO2对碱金属中毒具有明显的缓解作用。碱金属沉积在催化剂上会堵塞小孔,降低比表面积和孔容,不改变催化剂的孔结构性质和TiO2的结晶形态。其次总结了不同形态碱金属的中毒机理。碱金属会吸附在Br?nsted酸位和Lewis酸性上,降低催化剂的表面总酸量。此外,催化剂表面V5+的比例增加,V的还原性和表面化学吸附氧的浓度被降低。碱金属氧化物的金属离子(K+或Na+)与V-OH结合形成V-O-K+(Na+);而碱金属氯盐的金属离子K+(Na+)与V-OH形成V-O-K+(Na+)和HCl,生成的HCl与催化剂表面的四价钒(VO2)反应,生成具有五价钒的VO(OH)(Cl)2结构,使催化剂V5+的比例上升。最后研究了CeVWTi催化剂高效抗碱金属的中毒机理。铈掺杂能提升催化剂的脱硝效率、抗碱金属中毒能力,且铈的抗Na中毒能力强于抗K中毒能力。掺杂铈能与VOx形成抗碱金属影响V-O-Ce结构,还能增强中毒催化剂的表面酸性。Ce3+和Ce4+之间相互转换在表面羟基和O2作用下形成新Br?nsted酸位Ce3+-NH4+结构,Ce3+-NH4+结构能演变成吸附态的-NH2,与气态的NO反应。Ce3+的存在能增加表面化学吸附氧的量,Ce与V之间的电子转移形成一个氧化还原循环(V5++Ce3+?V4++Ce4+),降低了整个催化剂反应的能量需求,有利于NH3和NO的活化。