雙金屬改性分子篩催化劑在柴油機(jī)NH3-SCR反應(yīng)中的協(xié)同效應(yīng)研究.pdf

1、隨著柴油車(chē)產(chǎn)量和保有量的飛速增長(zhǎng)以及排放法規(guī)日益嚴(yán)格，NOx排放控制技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)外地廣泛重視，其中SCR技術(shù)是目前公認(rèn)最有價(jià)值的柴油機(jī)NOx凈化技術(shù)之一，而研究開(kāi)發(fā)環(huán)境友好且高效的專(zhuān)用催化劑則是車(chē)用SCR技術(shù)領(lǐng)域的核心工作。本文采用離子交換法制備了CuZr/ZSM-5和MnZr/ZSM-5雙金屬改性分子篩型催化劑，并開(kāi)展了Zr負(fù)載量對(duì)雙金屬改性分子篩型催化劑性能及理化特性影響規(guī)律及雙金屬間協(xié)同效應(yīng)機(jī)理的研究工作。主要得到以下結(jié)論：

2、r>　　 (1)雙金屬改性分子篩型催化劑的SCR催化活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：摻雜Zr后，雙金屬改性催化劑的NH3-SCR反應(yīng)活性有所提高，活性窗口向低溫方向移動(dòng)，CuZr/ZSM-5催化劑與Cu/ZSM-5催化劑相比，T50和T90下降10℃左右，而MnZr/ZSM-5催化劑與Mn/ZSM-5催化劑相比，T50和T90下降了40～50℃。
　　 (2)雙金屬改性催化劑的微觀結(jié)構(gòu)和理化特性表征結(jié)果表明：Zr的摻雜促進(jìn)了錳氧化物在催化劑

3、表面的分散，并且抑制了氧化錳的結(jié)晶，所以活性金屬氧化物能更好的分布于ZSM-5粉體上；當(dāng)Zr加入后，金屬離子之間發(fā)生了強(qiáng)烈的相互作用，導(dǎo)致活性金屬氧化物在催化劑表面富集，提高了單位面積上的活性位；Zr的加入使得金屬氧化物的還原峰向低溫方向移動(dòng)，并且有強(qiáng)烈的氫氣消耗峰出現(xiàn)，表明Zr的適量摻雜可以有效改善金屬改性分子篩催化劑的低溫催化性能。
　　 (3)雙金屬分子篩型催化劑CuZr/ZSM-5和MnZr/ZSM-5在NH3-SCR反

4、應(yīng)中一般會(huì)經(jīng)過(guò)以下反應(yīng)歷程：(i)Mn3+/Cu+首先被氧氣氧化為Mn4+/Cu2+；(ⅱ)反應(yīng)氣中的氧氣緊接著與NO反應(yīng)生成中間產(chǎn)物并以硝酸鹽或者亞硝酸鹽(Mn4+-NxOy/Cu2+-NxOy)的形式存在；(iii)生成的中間產(chǎn)物很不穩(wěn)定，可以與氣氛中的NH3發(fā)生反應(yīng)，生成N2和H2O，從而將Mn4+/Cu2+再還原為Mn3+/Cu+。
　　 (4)H2O和SO2會(huì)在一定程度上降低催化劑的活性，且對(duì)催化劑的影響是不可恢復(fù)的。