冶金含铁尘泥制备的Mn–Ce掺杂Fe基催化剂及特性

高志芳; 龙红明; 高翔鹏; 李明阳; 张浩; 周海成

doi:10.13374/j.issn2095-9389.2023.04.27.002

工程科学学报 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (3) : 407 -419. DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2023.04.27.002

冶金含铁尘泥制备的Mn–Ce掺杂Fe基催化剂及特性

高志芳, 龙红明, 高翔鹏, 李明阳, 张浩, 周海成

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摘要

针对冶金工业固废–含铁冶金尘泥组分复杂的特性，结合当前冶金烧结过程NO_x排放也是钢铁行业污染治理的重中之重的现状，提出对冶金含铁尘泥进行改性制备掺杂低温催化剂的思路，并制备了Mn–Ce掺杂的含铁尘泥基催化剂(Mn_0.05Ce_0.1/ADM,ADM分别代表acidolysis,dust和mud)，研究结果表明在170～430℃宽温度区间内，Mn_0.05Ce_0.1/ADM催化剂NO_x脱除率达到90%以上，并表现出优异的SO₂和H₂O抗性，抗水抗硫性测试表明Mn_0.05Ce_0.1/ADM催化剂得益于Fe、Ce优异的抗水抗硫性，其活性组分具有较好的分散性和优异的介孔结构，并降低了表面结晶度. Mn掺杂使催化剂在牺牲一定Ce³⁺浓度和高价态Mnx+离子的同时提高了Fe³⁺的浓度，结果使其具有最均衡脱硝活性.此外，Fe–Ce–Mn间的协同作用改善了催化剂的表面酸性从而增加了Lewis酸性位点，进而促进静电极化激活NO₂和硝酸盐物种生成.研究结果可为冶金固废的高附加值利用及以废治污的思路提供一定理论参考.