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氮氧化物作为主要大气污染物之一,由于会引起酸雨、光污染、全球变暖以及削减臭氧层等环境问题而引起人们的广泛关注。选择性催化还原(SCR)技术是目前国内外用于固定源氮氧化物排放控制最为有效的方法之一。催化剂作为SCR技术的核心,其性能直接影响SCR系统的脱硝效果。目前常用的商业催化剂V2O5-WO3(MoO3)/TiO2体系因其催化活性高而得到广泛的应用,为了满足活性温度(300-400℃)的需要,SCR催化剂通常布置于高尘和挥发性化合物中,其脱硝性能易受飞灰及各种毒性组分等的影响而降低。考虑成本和对环境的污染,失活的催化剂优先进行再生。本文以商业钒钛基SCR脱硝催化剂为研究对象,进行实验室模拟中毒,分别研究典型毒性组分(K、Na、Ca和As)对催化剂的中毒机理,为后续的催化剂再生方法、工艺、延长催化剂的寿命、降低SCR烟气脱硝系统的运行费用等提供一定的理论依据。首先,考察了不同浓度的K、Na、Ca对催化剂活性的影响,并结合N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)、程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、红外(FT-IR)对催化剂各中毒前后进行表征,研究催化剂K、Na、Ca中毒后物理化学性质的变化。结果表明K、Na、Ca均对催化剂有毒性作用,K对催化剂的毒性作用最强,Ca最弱;K、Na、Ca的掺入会导致催化剂比表面积和孔容的下降;中毒前后V2O5和WO3仍然以无定形或高分散的形态分布在载体TiO2表面上;催化剂氧化能力下降,表面化学吸附氧降低,表面活性组分V、W、Ti的化学形态并不受影响;随着各毒性组分量的增加,V5+=O的特征峰逐渐消失。其次,考察微量As对催化剂活性的影响,并结合相关表征分析其中毒前后物理化学性能的变化。结果表明As对催化剂有很强的毒性作用,微量的As可以造成催化剂活性大幅度的下降;微量As对催化剂的比表面积和孔容孔径影响较小;As主要影响催化剂表面的VOx物种,使V物种出现多样化,V5+=O的特征峰逐渐消失,而对表面的W和Ti化学形态并不造成显著影响。最后,利用NH3吸附的FT-IR实验结合NH3-TPD分析了K、Na、Ca和As对催化剂表面的酸性及其催化反应途径的影响。结果表明,K、Na、Ca中毒后催化剂表面的总酸量明显较少,吸附NH3的能力严重下降(尤其是Bronsted酸),并且酸强减弱,弱吸附态的NH3增加,导致SCR反应的关键步骤NH3的吸附难以进行;K、Na、Ca并不会影响整个SCR催化反应的途径,只是通过降低表面吸附氧而抑制了中间产物的生成。As对催化剂的总酸量和酸强影响并不太明显,但弱吸附的NH3量增加同样会影响其SCR反应。