Ce、Zr共掺杂提高Cu-ZSM-5催化分解NO性能及抗K中毒能力
孙瑞彬
张代鑫
刘丁赫
乔晓磊
金燕
樊保国
太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原 030024
摘要：将NO在Cu-ZSM-5催化剂的作用下直接分解为环保、清洁的N2和O2是最具经济效益的脱硝手段.高温烟气中存在大量的碱金属,但碱金属会使催化剂催化活性降低、使用寿命大大缩短,并使催化剂造成不可逆的失活.通过离子交换法制备MZ5催化剂(M=Cu、Ce、Zr、CuCe、CuZr、CuCeZr),采用初湿浸渍法将K离子负载到MZ5催化剂.脱硝实验结果表明:在最佳反应温度550 ℃下,相比于CuZ5,CuCeZrZ5催化剂的NO转化率由原来的53％提高到58％,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由53％降到52％;相比于KCuZ5,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由39％提高到52％.采用ICP、SEM、XRD、BET、XPS、H2-TPR和O2-TPD等表征手段对催化剂元素含量、微观形貌、骨架结构、孔隙规律、铜物种种类、化学吸附氧、铜离子还原温度和活性物种中氧气的脱附温度等进行分析.结果显示:Ce、Zr的引入不会对催化剂的骨架结构、结晶度和晶粒尺寸造成损伤;Ce、Zr的引入促进催化剂形成更多的氧空位和活性成分{Cu—O—Cu}2+,并增强催化剂的储氧和氧运输能力.当K+引入后,KCuZ5催化剂的脱硝活性明显降低、孔隙结构恶化以及K+与活性成分{ Cu—O—Cu}2+结合迁移形成CuO;K+优先与Ce物种结合,进而有效保护ZSM-5的三维交叉孔道结构,减缓Cu2+迁移形成CuO以及促进活性成分{Cu—O—Cu}2+与{Cu—□—Cu}2+之间的氧化还原循环.
关键词：NO催化分解Cu-ZSM-5Ce、Zr掺杂抗K中毒{ Cu—O—Cu }2+
分类号：TQ536(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(U1810126)国家自然科学基金(U1910214)
论文发表日期：2023-03-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1384-1394 )
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