非晶态CeO<sub>2</sub>@TiO<sub>2</sub>催化剂的结构、性质及其选择催化还原脱硝性能

引用本文: 刘俊, 王亮亮, 费兆阳, 陈献, 汤吉海, 崔咪芬, 乔旭. 非晶态CeO₂@TiO₂催化剂的结构、性质及其选择催化还原脱硝性能[J]. 燃料化学学报, 2016, 44(8): 954-960. shu

Citation: LIU Jun, WANG Liang-liang, FEI Zhao-yang, CHEN Xian, TANG Ji-hai, CUI Mi-fen, QIAO Xu. Structure and properties of amorphous CeO₂@TiO₂ catalyst and its performance in the selective catalytic reduction of NO with NH₃[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2016, 44(8): 954-960. shu

非晶态CeO₂@TiO₂催化剂的结构、性质及其选择催化还原脱硝性能

刘俊 ^1,2, ,
王亮亮 ^1,2, ,
费兆阳 ^{1,2,*,
,} ,
陈献 ^1, ,
汤吉海 ^1, ,
崔咪芬 ^1, ,
乔旭 ^{1,2,*,
,}

1.
南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 江苏南京 210009
2.
南京工业大学化学化工学院, 江苏南京 210009

通讯作者: 费兆阳, zhaoyangfei@njtech.edu.cn; 乔旭, qct@njtech.edu.cn

基金项目:
国家科技支撑计划 2011BAE18B01

和江苏省创新基金资助 SJLX15-0347

国家自然科学基金 21306089

摘要: 采用自发沉积法制备了非晶态CeO₂@TiO₂催化剂，通过XRD、Raman光谱、TEM、N₂吸附、H₂-TPR、NH₃-TPD及FT-IR等手段表征了催化剂结构和表面性质，研究了CeO₂@TiO₂在选择催化还原脱NO反应中的催化性能。结果表明，非晶态CeO₂@TiO₂催化剂中Ce与Ti间存在很强的相互作用，能够在原子水平上相互结合，表现出与晶态结构截然不同的还原特性，具备更强的氧化还原能力。同时，与浸渍法制备的CeO₂/TiO₂相比，CeO₂@TiO₂还具有更大的比表面积和更强的表面酸性，因而具有更加优异的脱硝性能。在175℃下NO转化率即达到80%以上，在200-400℃脱硝率稳定在96.0%-99.4%；同时，H₂O和SO₂的阶跃应答实验表明，CeO₂@TiO₂具有很强的抗水和抗SO₂毒化能力。

关键词:

English

Structure and properties of amorphous CeO₂@TiO₂ catalyst and its performance in the selective catalytic reduction of NO with NH₃

1.
State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China
2.
College of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China

Corresponding author: Tel: 025-83587168, 83588919, E-mail: zhaoyangfei@njtech.edu.cn; qct@njtech.edu.cn

Received Date: 05 April 2016
Revised Date: 06 May 2016

Abstract: Amorphous CeO₂@TiO₂ catalyst was prepared by spontaneous deposition method and characterized by XRD, Raman spectra, TEM, N₂ physisorption, H₂-TPR, NH₃-TPD and FT-IR; its performance in the selective catalytic reduction (SCR) of NO with NH₃ was investigated. The results show that there is a strong interaction between Ce and Ti which are combined at atomic level. In comparison with the crystal CeO₂/TiO₂ catalyst prepared by impregnation, the amorphous CeO₂@TiO₂ catalyst exhibits larger surface area and pore volume, excellent redox ability and acidity, and outstanding catalytic performance in SCR. Over the CeO₂@TiO₂ catalyst, the conversion of NO reaches 80% at 175℃ and retains 96.0%-99.4% at 200-400℃. Moreover, the amorphous CeO₂@TiO₂ catalyst also shows strong resistance to H₂O and SO₂ poisoning.

Key words:

随着化石燃料消耗的不断增加，加上机动车尾气排放量的快速增长，导致空气中的NO_x含量越来越高，现已成为大气污染的主要污染物之一^{[1, 2]}。NO_x可以通过一系列物理化学变化形成酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等严重的环境问题^[3]，如何科学有效地治理NO_x污染已成为中国环境环保领域最为紧迫的任务之一。NO_x控制技术有多种，主要有吸收法、选择性催化还原法 (SCR)、非选择性催化还原法 (SNCR)、直接催化分解等^[4]。选择性催化还原法因其脱硝效率高，技术成熟可靠，是目前最为普遍采用的脱硝技术。

V₂O₅/TiO₂作为工业上应用最广泛的选择性催化还原催化剂^[5]，脱硝效率高、抗二氧化硫能力强，但也存在着诸多问题，例如，V₂O₅有毒，容易造成二次污染，窗口温度窄且在高温时易生成大量N₂O造成N₂的选择性下降等^{[6, 7]}。近年来，研究者开始致力于NH₃-SCR非钒基催化剂的研发。Ce-Ti催化剂是目前研究较多的一类非钒基SCR催化剂，诸如CeO₂-TiO₂^[8]、CeO₂-Fe₂O₃/TiO₂^[9]、CeO₂/MoO₃/TiO₂^[10]等。随着研究的深入，对此类催化剂在脱硝反应中真正的活性位点以及活性物种的确定却出现了一定争议。大多数研究者认为，高度弥散的CeO₂纳米晶粒是Ce-Ti催化剂的主要活性组分^{[11, 12]}。然而，一些研究成果却与上述论断相悖，煅烧温度的升高会使得越来越多的非晶态CeO₂结晶化，但在一些研究中经常出现随着煅烧温度的升高，催化剂的催化活性反而下降的现象，研究者只是将其归因于催化剂的烧结或者比表面积的减小，却忽略了非晶态CeO₂在NH₃-SCR反应中的作用。非晶态材料在脱硝领域已经早有研究，具有非晶态框架结构的Cr₂O₃^[13]和MnO₂^[14]都表现出较其晶态结构更加优异的脱硝性能。

为探究CeO₂的相态结构对催化剂SCR性能的影响，研究提出一种新型制备方法，钛酸四丁酯和Ce (NO₃)₃·6H₂O分别通过水解作用诱发促成TiO₂的凝胶和CeO₂的原位自发沉积，通过它们之间的相互协同效应，实现其在原子水平上的均匀结合，后经老化、洗涤、干燥、焙烧等工序制得非晶态CeO₂@TiO₂脱硝催化剂，该方法反应条件温和、简单有效并且易于开展放大实验。作者考察了CeO₂@TiO₂在NH₃选择性催化还原NO系统中的催化性能，并与纯CeO₂以及浸渍法制备的CeO₂/TiO₂催化剂进行了系统比较，揭示了结构、性质与催化性能间的关系，为非晶态催化剂在选择性催化还原NO研究中的应用提供参考。

1   实验部分

1.1   催化剂的制备

催化剂CeO₂@TiO₂采用自发沉积策略制备。将0.05 mol钛酸四丁酯、0.05 mol Ce (NO₃)₃·6H₂O和0.15 mol冰醋酸溶于125 mL无水乙醇中，搅拌至完全溶解，在35 ℃下，在快速搅拌的条件下，向上述溶液缓慢滴加82.5 mL去离子水与125 mL乙醇的混合液；继续搅拌0.5 h后，加入4.5 g甲酰胺搅拌1 h，再加70.0 g环氧丙烷搅拌0.5 h。随后在70 ℃油浴中老化6 h，然后室温下老化12 h。用无水乙醇洗涤两次，以除去剩余杂质，在60 ℃下干燥50 h，最后在500 ℃空气氛围中焙烧3 h。

作为对比，催化剂CeO₂/TiO₂采用浸渍法制备，Ce/Ti物质的量比与CeO₂@TiO₂相同。称取0.05 mol Ce (NO₃)₃·6H₂O于6.7 mL去离子水中，搅拌至完全溶解，然后将锐钛晶型TiO₂粉体加入到硝酸铈溶液中，在35 ℃下搅拌2 h，于室温下静置4 h，将其放置在100 ℃烘箱中干燥24 h，最后在500 ℃马弗炉中焙烧3 h。另外，将Ce (NO₃)₃·6H₂O置于500 ℃空气氛围中焙烧3 h使其热分解制得纯CeO₂催化剂。

1.2   催化剂的表征

XRD利用日本Rigaku公司的SarmtLab衍射仪进行检测，Cu Kα靶 (λ=0.154 nm)，管电压40 kV，管电流100 mA，扫描步长0.02°，扫描速率0.05 s/step，10°-80°扫描；Raman光谱是在室温下使用法国JY Horiba公司的LabRam HR800仪器进行测试的，He-Cd为激光光源，波长514 nm，100-800 cm^-1扫描，分辨率2 cm^-1；TEM是在日本JEOL公司的JEM-100型透射电子显微镜上进行的；比表面积测试在日本BEL公司的BELSORP-Ⅱ型吸附仪对催化剂进行N₂吸附-脱附测试，样品首先在200 ℃下真空脱水3 h，然后再开展相关测试，运用BET方程计算比表面积，并使用BJH模型计算催化剂的孔容以及平均孔径；H₂-TPR和NH₃-TPD均是在美国Micomeritics公司的AutoChem 2920仪器上进行检测的。FT-IR是在ThemoNicolet公司的AVATAR 360红外光谱仪上测试的，常温下进行，分辨率4 cm^-1，3 500-400 cm^-1测试。

1.3   催化性能评价

采用规格为Φ20×660 mm的固定床反应器进行催化剂活性评价。将催化剂破碎到16-40目并装填到反应器的中部位置，装填量为2 mL，通过三段加热炉进行加热和升温控制。模拟烟道气组成：0.1% NO，3%O₂，0.02% SO₂(需用时)，10% H₂O (需用时)，N₂为平衡气，为了避免副反应发生，还原气0.1% NH₃在反应器顶部与模拟烟气混合，气体总流量为500 mL/min，设计空速为15 000 h^-1，各气体流量由质量流量计控制。水蒸气毒化和SO₂毒化实验采用阶跃实验的方法在300 ℃下进行，阶跃应答技术 (Step transient response) 是指对一个稳态的反应体系添加某种微扰 (通常为一个浓度阶跃或示踪化合物)，通过观察这一反应体系在趋近新稳态过程中的应答曲线来研究反应体系的一种实验技术。10%水蒸气以气体过水 (46 ℃) 夹带的方式混入。尾气中的NO由德国MRU公司VARIO工业型烟气分析仪测定，脱硝率按照如下公式计算：

式中，x_NO为NO转化率；φ_in表示NO在反应器入口处的浓度；φ_out表示NO经过反应器反应后的浓度。

2   结果与讨论

2.1   XRD和Raman分析

图 1(a)为CeO₂、CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂的XRD谱图。由图 1(a)可知，纯CeO₂和CeO₂/TiO₂样品均可以观察到立方萤石结构的CeO₂衍射峰 (PDF-ICDD 34-0394)，除此之外，CeO₂/TiO₂还显示出典型的锐钛矿相TiO₂衍射峰 (PDF-ICDD 21-1272)^[15]。然而，CeO₂@TiO₂催化剂上却没有出现明显的物质衍射峰，表明基底TiO₂是以非晶态形式存在的，对于没有观察到CeO₂衍射峰，通常有三种情况：一是CeO₂含量少，呈现出高度分散状态；二是CeO₂晶粒粒径太小 (＜5 nm) 而未被检测到；三是CeO₂以非晶形式存在。考虑到CeO₂@TiO₂中CeO₂的担载量高达60.4%，基本可以排除第一种情况。同时，由图 1(b)的拉曼光谱图可以看出，CeO₂@TiO₂既没有观察到归属于CeO₂立方萤石结构的拉曼特征峰 (F_2gmode at 465 cm^-1)，也没有观察到锐钛相TiO₂(E_gmode at 146 cm^-1，B_{1 g} mode at 396 cm^-1，A_{1 g}mode at 515 cm^-1，E_gmode at 648 cm^-1) 的特征峰，这说明CeO₂在此催化剂中也有可能是以非晶态形式存在的。

图 1 催化剂的XRD (a) 和Raman (b) 谱图 Figure 1. XRD patterns (a) and Raman spectra (b) of various catalysts

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2.2   TEM分析

为了获取更多关于CeO₂@TiO₂催化剂相组成、微观结构以及颗粒粒径分布的信息，对其进行了TEM分析。图 2(a)为低分辨率透射电镜照片。由图 2(a)可知，催化剂颗粒粒径大部分集中在20-70 nm。图 2(b)为高分辨率透射电镜照片。由图 2(b)可知，催化剂几乎是非晶态的，只有极少粒径很小 (＜1 nm) 并且结晶度不好的晶粒存在，这可能是由于较高的担载量造成的。同时，作者还对催化剂进行了选区电子衍射 (SAED) 分析，没有点阵或环状出现，再结合XRD和Raman分析可以确认，CeO₂@TiO₂是以非晶态形式存在的。

图 2 CeO₂@TiO₂催化剂的TEM (a) 和SAED (b) 照片 Figure 2. TEM (a) and SAED (b) images of the CeO₂@TiO₂ catalysts

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2.3   N₂吸附-脱附分析

图 3为CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂的N₂吸附-脱附等温线和孔径分布图。由图 3可知，两种催化剂的吸附等温线均属于第Ⅳ类型，属于典型的介孔结构。CeO₂@TiO₂具有H2型回滞环特征，其孔道主要是由细颈、广体的“墨水瓶”孔构成^[16]，CeO₂/TiO₂则为H3型回滞环，说明具有较多的堆积孔。

图 3 催化剂的N₂吸附-脱附等温线和孔径分布 Figure 3. N₂ adsorption-desorption isotherms and pore distribution curves of CeO₂@TiO₂ (a) and CeO₂/TiO₂ (b)

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基于催化剂的N₂吸附-脱附等温线计算得到的比表面积、孔容及平均孔径见表 1。由表 1可知，相比于CeO₂/TiO₂，催化剂CeO₂@TiO₂具有较大的比表面积 (210.03 m²/g) 和较大的孔容 (0.158 5 cm³/g)，这应该主要得益于基底TiO₂的非晶形态，大的比表面积有利于提高反应气体与催化剂的接触机会并且可以提供更多的活性点位，这可能是其具有优异催化性能的重要因素之一。同时，CeO₂@TiO₂拥有一个理想的平均孔径 (4.9 nm)，从图 3孔径分布图中可以看出，它的孔径大部分集中在4.5 nm左右，大小合适的孔径有利于催化剂的吸附和脱附，可以促进NH₃-SCR催化反应的进行^[17]。

表 1 催化剂的物理化学性质 Table 1. Textural and surface properties of various catalysts

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CatalystA_BET/(m²·g^-1)v/(cm³·g^-1)d_p/nmH₂ consumption /(cm³·g_cat^-1)Acid amount /(mmol·g_cat^-1)weak acidstrong acidCeO₂48.00.062 33.912 418.983.690.68CeO₂/TiO₂51.5640.124 69.667 521.773.85-

CeO₂@TiO₂ 210.03 0.158 5 4.923 9 53.28 12.64 2.85

表 1 催化剂的物理化学性质
Table 1. Textural and surface properties of various catalysts

2.4   H₂-TPR分析

图 4为CeO₂、CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂催化剂的H₂-TPR表征。

图 4 催化剂的H₂-TPR谱图 Figure 4. H₂-TPR profiles of catalysts

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由图 4可知，纯CeO₂出现三个还原峰，低于600 ℃的两个还原峰α₁和α₂归属于晶相CeO₂表面氧物种的还原，600-850 ℃的高温还原峰β为其体相氧物种的还原^{[18, 19]}。CeO₂@TiO₂在300-600 ℃出现一个还原峰但未出现体相CeO₂的高温还原峰，这与晶相CeO₂的还原性质有很大不同，这可能是由于CeO₂@TiO₂中的Ce和Ti之间存在很强的相互作用，Ti离子的存在减弱了这些催化剂中的Ce-O键能，使得Ce-O更容易被还原造成的^[20]。CeO₂/TiO₂在整个温度窗口内有三个还原峰，还原性质与CeO₂类似。通过列于表 1的催化剂的耗氢量可知，CeO₂@TiO₂还原耗氢量高达53.28 cm³/g_cat，CeO₂/TiO₂则低得多，只有21.77 cm³/g_cat，表明CeO₂/TiO₂中Ce和Ti间相互作用很弱。

2.5   NH₃-TPD分析

图 5为CeO₂、CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂催化剂的NH₃-TPD谱图。由图 5可知，CeO₂@TiO₂有三个较宽的脱附峰，在100-400 ℃处的氨气脱附峰可被归属于弱酸位和中强酸位，更高温度范围处的脱附峰归属于强酸位，CeO₂/TiO₂只在100-400 ℃有两个很弱的NH₃脱附峰。从表 1中计算的各催化剂的酸量可知，CeO₂@TiO₂的弱酸量高达12.64 mmol/g_cat，强酸量也达到了2.85 mmol/g_cat，而CeO₂/TiO₂仅有3.85 mmol/g_cat的弱酸量，无论是酸量还是酸强度都有了很大程度的下降。选择性催化还原脱硝反应与NH₃在催化剂表面酸性点位吸附氧化生成-NH₂这一过程密切相关，催化剂表面酸性点位保证其有良好的吸附脱附能力^[21]，与CeO₂/TiO₂相比，催化剂CeO₂@TiO₂具有更高的酸性，这有利于NH₃的吸附。

图 5 催化剂的NH₃-TPD谱图 Figure 5. NH₃-TPD profiles of catalysts

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2.6   催化剂的脱硝活性测试

图 6为CeO₂、CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂三种催化剂的SCR性能。

图 6 催化剂的SCR性能 Figure 6. Performances of various catalysts in the SCR of NO with NH₃

图选项

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由图 6可知，CeO₂催化活性比较低，当温度超过350 ℃后其催化活性迅速下降，这是由于纯CeO₂耐热性很差，在高温条件下容易发生烧结, 丧失储氧能力造成的^[22]。相较于纯CeO₂，催化剂CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂耐热性能和催化性能均显著提高。一方面，两种催化剂的NO脱除率都是先随反应温度上升，后在高温段因NH₃的深度氧化造成催化剂脱硝活性下降; 另一方面，与CeO₂/TiO₂相比，CeO₂@TiO₂表现出更加优异的脱硝性能，特别是在中低反应温度下，脱硝性能优势明显，这是由于中低温活性通常是由催化剂的氧化还原能力决定的，根据H₂-TPR表征结果，CeO₂@TiO₂中Ce和Ti之间的强相互作用使其具备更强的氧化还原能力，在175 ℃下NO转化率即在80%以上，在200-400 ℃，脱硝率稳定在96.0%-99.4%。反观CeO₂/TiO₂，NO脱出率在90%以上的窗口温区相对变窄 (275-425 ℃)，最高脱硝率为98.2%。

2.7   SO₂和H₂O对催化活性的影响

在实际生产中，H₂O和SO₂均是烟道气的重要组分，因此，在H₂O和SO₂存在的条件下，考察催化剂催化性能的稳定性是很有必要的。图 7为CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂催化剂在300 ℃时的SO₂和H₂O阶跃应答实验结果。在通入SO₂或者H₂O之前，各反应体系已经稳定了1 h，均已获得最佳脱硝率。

图 7 CeO₂@TiO₂、CeO₂/TiO₂上SO₂和H₂O的阶跃应答实验 Figure 7. Step transient response of SO₂ and H₂O in the SCR of NO with NH₃

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由图 7可知，通入0.02% SO₂后，CeO₂@TiO₂性能较稳定，催化活性稳定在96.7%左右，保持了非常高的催化活性，而CeO₂/TiO₂催化活性下降幅度较大，在SO₂通入6 h后，NO转化率降至75.3%。当反应进行到7 h时，在保持通入SO₂的同时再通入10% H₂O，可以看到，两种催化剂的NO转化率继续下降，同样地，CeO₂@TiO₂抗毒化能力较强，4 h后催化活性由96.7%下降到89.7%，下降了7%。CeO₂/TiO₂的催化活性则出现迅速下降，NO转化率由75.3%降低至53.9%。切断SO₂和H₂O以后，两催化剂的催化活性迅速提高，但都没有恢复到原先水平，说明催化剂出现了不可逆中毒。

将中毒前后的CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂进行FT-IR测试，结果见图 8。脱硝催化剂的表面吸附物种主要为硝酸盐，图 8中，1 292和1 599 cm^-1处的峰位归属于NO₃^-离子的吸收峰，对比抗毒化实验前后的两个催化剂的谱图 (即a、c与b、d) 可以看出，CeO₂@TiO₂-used和CeO₂/TiO₂-used在1 160和1 435 cm^-1处出现两个新峰位，前者归属于SO₄^2-离子的吸收峰，后者归属于HSO₄^-离子的吸收峰^[23]，同时，对应NO₃^-离子的吸收峰消失了。由此可推测，在含硫气氛中，SO₂与还原剂NH₃反应生成了硫酸铵和硫酸氢铵，一方面，会堵塞催化剂孔道；另一方面，阻碍了硝酸盐在催化剂表面的吸附，从而导致了催化剂CeO₂@TiO₂和CeO₂/TiO₂的催化活性有所降低。相比于CeO₂/TiO₂，催化剂CeO₂@TiO₂拥有更加优异的抗毒化能力 (见图 7)，这可能是由于CeO₂@TiO₂具有很大的比表面积 (210.03 m²/g)，是CeO₂/TiO₂比表面积 (51.564 m²/g) 的四倍多，大的比表面积能够提供更多的活性位点。同时，由NH₃-TPD结果可知，CeO₂@TiO₂具有更强的酸性，这会显著增强NH₃在催化剂表面的吸附能力，而相应的SO₂的吸附则会减少^[24]。除此之外，SO₂与NO之间也存在着很强的竞争性吸附，这会让NO在催化剂表面的吸附和氧化受到极大抑制，而CeO₂@TiO₂较强的氧化还原能力使得NO更容易转化成NO₂，从而促进其在催化剂活性位上的吸附^[25]。CeO₂@TiO₂的非晶态结构有利于抑制SO₂与活性组分的反应，减少了酸性位的损失，因此，在含硫氛围中，CeO₂@TiO₂表现出更好的抗毒化能力。

图 8 催化剂的FT-IR谱图 Figure 8. FT-IR spectra of the catalysts before and after the intoxication test

图选项

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3   结论

采用自发沉积策略制备了非晶态CeO₂@TiO₂催化剂, 并应用于NH₃选择性催化还原NO反应。非晶态结构的CeO₂@TiO₂催化剂表现出较晶态结构完全不同的氧化还原性能，在更低的温度范围内即可被完全还原，具备更强的氧化还原能力，另外，CeO₂@TiO₂具有较大的比表面积、孔容以及较强的酸性，加速了对NH₃的吸附和选择性氧化，提供了更多的活性位点。与浸渍法制备的CeO₂/TiO₂相比，CeO₂@TiO₂具备更加优异的脱硝性能和更宽的活性温度区间，特别是在中低反应温度下，CeO₂@TiO₂脱硝性能优势明显，在175 ℃下NO转化率即在80%以上，在200-400 ℃，脱硝率稳定在96.0%-99.4%。同时，在测试温度范围内CeO₂@TiO₂还表现出很强的抗水和抗SO₂毒化能力，是极具潜力的SCR催化剂。
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图 1 催化剂的XRD (a) 和Raman (b) 谱图

Figure 1 XRD patterns (a) and Raman spectra (b) of various catalysts

a: CeO₂; b: CeO₂@TiO₂; c: CeO₂/TiO₂

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图 2 CeO₂@TiO₂催化剂的TEM (a) 和SAED (b) 照片

Figure 2 TEM (a) and SAED (b) images of the CeO₂@TiO₂ catalysts

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图 3 催化剂的N₂吸附-脱附等温线和孔径分布

Figure 3 N₂ adsorption-desorption isotherms and pore distribution curves of CeO₂@TiO₂ (a) and CeO₂/TiO₂ (b)

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图 4 催化剂的H₂-TPR谱图

Figure 4 H₂-TPR profiles of catalysts

a: CeO₂; b: CeO₂@TiO₂; c: CeO₂/TiO₂

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图 5 催化剂的NH₃-TPD谱图

Figure 5 NH₃-TPD profiles of catalysts

a: CeO₂; b: CeO₂@TiO₂; c: CeO₂/TiO₂

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图 6 催化剂的SCR性能

Figure 6 Performances of various catalysts in the SCR of NO with NH₃

a: CeO₂; b: CeO₂/TiO₂; c: CeO₂@TiO₂

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图 7 CeO₂@TiO₂、CeO₂/TiO₂上SO₂和H₂O的阶跃应答实验

Figure 7 Step transient response of SO₂ and H₂O in the SCR of NO with NH₃

a: CeO₂@TiO₂; b: CeO₂/TiO₂

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图 8 催化剂的FT-IR谱图

Figure 8 FT-IR spectra of the catalysts before and after the intoxication test

a: CeO₂@TiO₂; b: CeO₂/TiO₂; c: CeO₂@TiO₂-used; d: CeO₂/TiO₂-used

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表 1 催化剂的物理化学性质

Table 1. Textural and surface properties of various catalysts

CatalystA_BET/(m²·g^-1)v/(cm³·g^-1)d_p/nmH₂ consumption /(cm³·g_cat^-1)Acid amount /(mmol·g_cat^-1)weak acidstrong acidCeO₂48.00.062 33.912 418.983.690.68CeO₂/TiO₂51.5640.124 69.667 521.773.85-

CeO₂@TiO₂ 210.03 0.158 5 4.923 9 53.28 12.64 2.85

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