中温原位催化还原NO催化剂的制备及性能研究

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本文采用堇青石蜂窝陶瓷作载体,以CuO为主要活性组分,稀土金属及其它过渡金属作助催化剂,以尿素作还原剂,采用程序升温法,利用固定床流动化反应评价系统评价各催化剂选择催化还原NO<,x>的催化活性。催化剂用XRD,TPR,XPS和SEM表征。 负载在堇青石蜂窝陶瓷上的铜作为催化还原NO<,x>的催化剂具有一定的催化活性。Cu-Ce催化活性在整个考察范围内高于铜催化剂,尤其是低温时较明显。稀土金属可以在一定程度上提高Cu催化剂的活性,但与镧相比铈更能提高催化剂活性。 在所考察的催化剂中,Cu-Ag-Co催化活性最高,NO<,x>的最高转化率超过80%,温度范围最宽,在150~350℃范围内催化活性都较高。研究结果表明活性的高低不仅与活性组分的类别有关,而且与活性组分的负载量、空速、煅烧温度有关,还受到载体本身性质、活性组分在载体上的分散度以及活性组分之间协调性的影响。 在催化还原反应过程中,铜物种主要以氧化铜形式存在。铜、银和钴物种能与载体及活性组分相互协调提高催化剂的活性,在化学反应前后物相组成结构基本不变。 在铜催化剂上添加稀土金属铈后,催化剂使还原反应活化能都降低,各催化剂的还原峰都向低温方向移动,还原速率也加快,提高NO<,x>的还原率。 根据N<,2>吸脱附等温线的形状研究了吸附剂与吸附质分子的相互作用情况,采用BET法计算了各催化剂的比表面积数据、BJH法求算出平均孔径值,结合活性数据得出结论:催化剂的比表面积越大、平均孔径越大其活性越高,对尿素选择催化还原NO<,x>越有利。
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