V-W-TiO2-SiO2納米管SCR催化劑的研究.pdf

1、針對船舶柴油機排放引起的NOx污染問題，國際海事組織（IMO）提出了更加嚴格的Tier-Ⅲ排放標準。選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是目前能夠滿足Tier-Ⅲ排放標準的最可行的脫硝技術(shù)。釩鈦系催化劑是目前商業(yè)化應用最為成熟的SCR催化劑，但在船舶柴油機上的應用還面臨著空間有限和SO2中毒的問題。為了研發(fā)出具有高催化活性和良好的抗SO2中毒性的SCR催化劑，本文研究了以水熱合成的硅摻雜改性鈦基納米管為載體的釩鈦系催化劑的脫硝活性以及其抗硫、抗

2、水和抗鈉中毒性能。
　　首先，本文系統(tǒng)研究了催化劑載體、釩負載量和煅燒溫度對催化劑脫硝活性的影響。不同硅摻雜量的鈦基納米管為載體時，不同載體催化劑的脫硝活性從高到低為：2＃NT>3＃NT>1＃NT>4＃NT>5＃NT>6＃NT，說明適量SiO2的摻雜會提高催化劑的活性，而過量的SiO2摻雜反而會使催化劑活性下降；然后，以催化性能較好的1-3＃NT為載體，研究了釩負載量對催化劑脫硝活性的影響，發(fā)現(xiàn)不同釩負載量的催化劑的脫硝活性從高到

3、低為：3wt％>2wt%>1wt%>0.5wt%，隨著釩負載量增加，催化劑表面的催化活性位增多，所以催化劑脫硝效率升高；繼續(xù)以1-3＃NT為載體，負載3wt%的釩，考察了煅燒溫度對催化劑脫硝活性的影響，發(fā)現(xiàn)3＃NT為載體的催化劑具有最好的耐高溫性，說明硅的摻雜可以提高催化劑的耐高溫性能。3V-10W/3＃NT-650℃催化劑是一系列催化劑中性能最好的，催化劑在200000h-1的高空速下，在250-500℃內(nèi)的脫硝效率都為100%。

4、r>　　隨后，本文考察了H2O和SO2對3V-10W/3＃NT-650℃催化劑脫硝活性的影響。發(fā)現(xiàn)水蒸氣對催化劑脫硝活性有輕微的抑制作用，但此抑制作用是可逆的；SO2對催化劑的脫硝反應起到促進的作用，在250℃時，通入SO2后的脫硝效率比未通入SO2時升高了2%左右，SO2可以增加催化劑表面酸性，使催化劑的活性提高；在SO2和H2O共存的條件下，3V-10W/3＃NT-650℃和3V-10W/3＃NP-650℃催化劑在300℃時的脫硝效

5、率分別下降了5%和20%左右，在280℃時的脫硝效率分別下降了9%和34%左右。說明納米管結(jié)構(gòu)可以有效抵抗SO2和H2O對催化劑的毒化，因為管狀結(jié)構(gòu)可以將硫酸銨鹽隔離在管外，對管內(nèi)的活性成分起到保護作用。
　　最后，本文對催化劑進行了抗鈉中毒實驗研究。結(jié)果表明，3V-10W/3＃NT-650℃催化劑具有較好的抗鈉中毒性能。在空速10000h-1時，DM-Na-3V-10W/3＃NT-650℃催化劑的脫硝效率可以達到95.23%，W