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以氧化锰为活性组分的脱硝催化剂的研究

章轼辙  
【摘要】:我国在改革开放以来,随着工业化进程不断加深,由此而带来的环境生态问题也越来越受到社会的关注,其中氮氧化物的排放与治理已经纳入到国家“十二五”计划之中,成为国策之一。 氮氧化物是酸雨和雾霾的来源之一,目前选择性催化还原技术(SCR)是脱除氮氧化物的主要技术手段之一,而脱硝催化剂的发展在治理氮氧化物的过程中起到了至关重要的作用,随着越来越多的研究者加入脱硝催化剂开发行列,针对不同环境条件的催化剂相继被开发出来,近年来,以锰氧化物为主要活性组份的脱硝催化剂在中低温条件下脱除氮氧化物具有一定优势,具有潜在的工业应用价值,本文主要针对锰系脱硝催化剂的制备、表征等各方面进行了实验探索。 本文实验主要研究了催化剂载体、锰氧化态、制备条件等影响因素对催化剂脱硝性能的影响。本文实验工作借助了XRD、XRF、NH3-TPD、BET比表面积测试、FT-IR等表征手段,对制备的脱硝催化剂理化性能进行了表征,并且在固定床反应器评价了催化剂的脱硝活性。 实验选择了不同载体,采用醋酸锰浸渍法制备了负载型氧化锰脱硝催化剂,并且对多元金属氧化物载体进行了改性研究,实验通过对催化剂的XRD、NH3-TPD等表征手段,考察了不同载体的氧化锰催化剂的脱硝活性。 同时实验还考察了催化剂的制备条件对催化剂脱硝性能的影响,分别从催化剂焙烧温度、活性组份负载量、制备方法等方面探讨了催化剂的脱硝性能,结果表明,以450℃焙烧,MnOx负载量为7%的以浸渍法制备的催化剂脱硝活性较好。 制备催化剂使用的锰前驱体会对锰氧化物的氧化态产生直接影响,本实验以硝酸锰、醋酸锰、碳酸锰为前驱体,三氧化二铝为载体制备了不同锰氧化态的负载型氧化锰脱硝催化剂,评价了催化剂的脱硝活性,研究了锰氧化态对催化剂的性能影响。经过实验测试发现,多种价态混合的锰氧化物对于选择催化还原的过程有促进作用,同时含有多种价态的锰氧化物其脱硝活性表现更为出色。


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