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氮氧化物(NOx)是公认的主要大气污染物之一,它不仅是酸雨的主要成分,还是形成光化学烟雾的元凶。控制和治理氮氧化物污染越来越受到国内外环保领域的关注。目前,工业上主要采用氨选择性催化还原技术(NH3-SCR)控制氮氧化物的排放。催化剂为商用V2O5-WO3/TiO2,该催化剂具有较高的脱硝活性,但其成本和操作温度较高,活性组分钒有毒,易对环境和人类造成二次毒害。因此,开发NH3-SCR低温高效无毒催化剂迫在眉睫。铁及其氧化物因具有催化活性高、经济成本低、无毒性等特点,引起了科研人员的广泛关注。稀土元素因其独特的电子结构及催化性能而被广泛的应用于个催化领域。本文制备了系列稀土掺杂铁基氧化物催化剂、改性铁钐氧化物催化剂、Keggin结构稀土磷钨酸盐掺杂铁基氧化物催化剂,考察了其NH3-SCR脱硝性能。主要内容如下:(1)考察了稀土氧化物掺杂铁基脱硝催化剂的NH3-SCR脱硝性能。结果表明,稀土氧化物(Pr、Gd、Nd、Sm)的添加明显提高了铁基催化剂的脱硝活性。催化剂制备最佳参数为:Sm掺杂量为0.075,焙烧温度为400℃,沉淀剂为氨水。Sm0.075Fe0.925Ox-400在反应温度150-250℃间,氮氧化物转化率高于90%。当添加体积分数为0.05%的S02时,脱硝效率为85.6%,去除S02后催化剂部分失活,其脱硝效率恢复至93.4%略低于初始值98.2%;浸渍8%KCl的K/Sm0.075Fe0.925Ox-400催化剂脱硝活性与清洁催化剂Sm0.075Fe0.925Ox-400相比明显下降,在100-250℃反应温度范围内,氮氧化物的转化率在29.4-28.0%间变动。(2)通过添加助剂(Ti、Zr、Co)对铁钐催化剂进行改性。研究发现助剂的添加明显的改变了铁钐催化剂脱硝活性,其中Ti最佳拓宽了催化剂反应活性窗口。催化剂制备最佳参数为:Ti的杂量为0.15,焙烧温度为350℃C。催化剂制备滴定终点pH对铁钐钛的NH3-SCR脱硝性能有影响,且呈现随着pH降低,活性曲线向高温方向偏移的趋势;在对催化剂Ti0.15Sm0.075Fe0.775Ox-400进行短期抗S02活性评价时,发现通入470ppm的S02后,催化剂脱硝效率略降至95.9%,去除S02后脱硝效率迅速恢复至100%;浸渍8%KCl的K/Ti0.15Sm0.075Fe0.775Ox-400催化剂脱硝活性与清洁催化剂Ti0.15Sm0.075Fe0.775Ox-400相比明显下降。(3)制备了系列稀土磷钨酸盐掺杂铁基催化剂,考察了稀土磷钨酸盐种类以及掺杂量对铁基催化剂的NH3-SCR脱硝效率影响,发现Keggin结构稀土磷钨酸盐的掺杂改变了铁基催化剂的脱硝活性,且脱硝效率最佳的催化剂系列为NdPW/FeyOx; NdPW的最佳掺杂量为25%;催化剂NdPW/FeyOx(25)表现出良好的抗SO2性;通入8%的水蒸气后,催化剂活性下降至85.1%,在此条件下向反应体系中通入470ppm的S02后,氮氧化物转化率降至55.3%。