SCR脫硝催化劑前景：氮氧化物(NOx)是大氣環(huán)境的主要污染物之一,對人體健康和生態(tài)環(huán)境都有巨大的危害。NOx來源于燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中,主要存在形式是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等[1],其中以NO為主,占NOx總量的90%以上,其次是NO2。在大氣中,NO又會被氧化為NO2,而NO2在紫外線照射的條件下,與煙氣中的CHx反應(yīng),生成一種光化學(xué)煙霧,毒性是NO的4~5倍,對人體多數(shù)器官以及動植物均有極大的危害。N2O雖然含量較低,是形成近地表大氣臭氧污染、二次微細顆粒物污染以及地表水富營養(yǎng)化的前提物質(zhì),由此引起的環(huán)境問題已成為大氣環(huán)境污染的熱點問題[2-3]。2003年我國NOx排放超過1600萬t,到2012年已達2194萬t,成為世界第一NOx排放國。因此,控制NOx排放已成為大氣污染治理的重要任務(wù)。

目前實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的脫硝技術(shù)主要是以NH3為還原劑的選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù)。脫硝催化劑是SCR脫硝技術(shù)的核心,目前,已商業(yè)化的脫硝催化劑是以V2O5+WO3(MoO3)/TiO2(銳鈦礦)作為活性組分,該脫硝催化劑的活性溫度窗口在300~400℃,在高溫區(qū)易受煙氣中SO2和灰的影響而降低脫硝催化劑壽命,因此高效、低溫SCR脫硝催化劑成為近年來的研究熱點。

非載體型錳(MnOx)系脫硝催化劑1)非負載型錳系脫硝催化劑構(gòu)成中只有活性組分---MnOx或以MnOx為主要活性組分添加其他金屬氧化物的復(fù)合脫硝催化劑。對于單活性組分的MnOx脫硝催化劑,針對錳的多價多價,Kapteijn等[8-9]對單組分的MnOx做了較詳細的研究,制備了不同價態(tài)的純MnOx,評價了不同價態(tài)的Mn脫硝催化劑NH3-SCR反應(yīng)催化活性。結(jié)果表明,MnO2的催化活性最高,MnO的催化活性最低;Mn2O3脫硝催化劑上的反應(yīng)具有最高的N2選擇性,非載體型脫硝催化劑的催化活性和選擇性與脫硝催化劑的氧化態(tài)和結(jié)晶程度密切相關(guān)。Tang等[10]研究了3種不同類型的無載體MnOx脫硝催化劑,結(jié)果表明,脫硝催化劑具有較高低溫活性的關(guān)鍵因素是MnOx結(jié)晶狀態(tài)的無定型和較大的比表面積。非負載型錳系脫硝催化劑的主要制備方法為共沉淀法(可獲得較高的比表面積),因此,沉淀劑的選擇也成為影響脫硝催化劑性能的一個因素。