Co（x）/ZRP催化剂的CH₄-SCR脱硝性能研究

摘要

为消除氮氧化物对人类健康和生态环境的危害,以甲烷为还原剂进行选择性催化脱硝（CH₄-SCR）得到了普遍的关注。研发高活性的CH₄-SCR脱硝催化剂成为该技术的研究重点。采用浸渍法制备了Co（x）/ZRP催化剂,考察了钴负载量对Co（x）/ZRP催化剂CH₄-SCR脱硝性能的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、吡啶吸附红外光谱（Py-IR）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和NO程序升温脱附（NO-TPD）等对Co（x）/ZRP催化剂的理化性质进行了表征,在常压固定床微型反应器上评价了Co（x）/ZRP催化剂的CH₄-SCR脱硝性能。结果表明:Co（x）/ZRP催化剂中钴物种为Co₃O₄,钴负载量增加,Co₃O₄晶粒变大,催化剂的氧化还原能力和NO的吸脱附性能均得到改善。随着钴负载量的增加,Co（x）/ZRP催化剂的CH₄-SCR脱硝活性先增强后降低,与催化剂中的中强酸量在总酸中的变化规律基本一致。其中Co（20）/ZRP催化剂的中强酸量较多,CH₄-SCR脱硝性能较好,T_m为342℃,X_No^max为39.2%。催化剂表面的L酸位以及中强酸量对催化剂的CH₄-SCR催化脱硝活性具有重要作用。

关键词

Co₃O₄ / NO / ZRP分子筛 / 甲烷 / 选择性催化还原

基金资助

国家级大学生创新创业训练计划(2022J00052); 北京市大学生创新创业训练计划(2023J00027); 北京石油化工学院大学生创新创业训练计划(2023J00054); 重质油全国重点实验室开放基金资助项目(WX20230158)