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钛白粉比表面积与粒度对脱硝催化剂性能的影响

编辑:慧程化工  来源:www.gzhcgroup.com  发表时间:2018-3-21  点击:669

  催化剂的比表面积对其脱硝性能有直接的影响,催化剂的比表面积大,与反应物接触的面积大,则有利于NOx脱除。TiO2作为SCR催化剂的载体,其比表面积的大小直接影响所制备的催化剂的比表面积,一般而言,载体的比表面积越大,制备的催化剂的比表面积也较大。以比表面积为7.823 m2/g 的工业级锐钛型TiO2为载体制备的WO3-V2O5型脱氮催化剂的脱硝活性较低,NO 的转化率为82.9%;分别以比表面积较大纳米级TiO2 和比表面积较小的工业级锐钛型TiO2 为载体制备了两种脱硝催化剂。在相同的反应条件下,以纳米级锐钛型TiO2为载体制备的催化剂脱硝效率高达95%以上,且选择性好,温度适用范围宽,远远优于以工业级锐钛型TiO2为载体制备的催化剂,其最大脱硝率仅为84%。采用氨水滴定硫酸氧钛沉淀方法合成了具有多孔结构的比表面积为60.62 m2/g 的锐钛矿型TiO2载体,并通过浸渍法制备WO3-V2O5/TiO2脱硝催化剂,在280~450℃内NO转化率达到90%以上。随着工业级锐钛型TiO2制备工艺的日趋成熟,其比表面积由原来的10 m2/g左右增加到70 m2/g以上,这为开发具有比表面积大、高活性、低成本的SCR催化剂提供了良好的条件。

  颗粒粒径是决定纳米级TiO2的比表面积的一个重要因素,一般粒径越小,比表面积越大,以其为载体制备的催化剂比表面积也较大。硫酸法纳米混合型TiO2粉体的比表面积为162 m2/g,制备的SNAR催化剂比表面积为61.3 m2/g;而工业级锐钛型TiO2粉体的比表面积为7.82 m2/g,制备的催化剂SIA比表面积基本不变,为7.85 m2/g。但对于粒度很小的TiO2,更容易发生低温烧结,烧结使得催化剂比表面积下降很多,如氯化法制备的比表面积为223 m2/g的纳米锐钛型TiO2粉体,以其制备出的CLNA催化剂比表面积仅仅为56.1 m2/g。此外,粒径越小的TiO2在制备催化剂过程中容易与活性组分V2O5生成钒钛化合物,因而降低了活性物质V2O5的数量,会进一步降低催化活性。对比研究了不同纳米级锐钛矿型TiO2的V2O5基催化剂的脱硝活性,其中以偏钛酸为原料制备的纳米级锐钛矿型TiO2粉体的粒度略小于以硫酸氧钛为原料制备的锐钛矿型纳米级TiO2粉体;催化活性测试表明,前者制备的催化剂NO 脱除率仅有40%~45%,低于后者制备的催化剂的活性,后者NO 脱除率达95%~98%。经XRD 分析发现前者制备的催化剂主相位为V3Ti6O17的聚合物,即V2O5和TiO2烧结后的产物,这种物质不具有活性,因而导致前者制备的催化剂活性大幅度下降。因此制备催化剂的纳米TiO2载体并非比表面积越大、粒度越小越好,它在很大程度上取决于锐钛型纳米TiO2自身的特征以及制备工艺。



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