MnOx/MWCNTs低温氨选择性催化还原NOx硫中毒机理

罗红成 ,  黄碧纯 ,  付名利 ,  吴军良 ,  叶代启

引用本文: 罗红成, 黄碧纯, 付名利, 吴军良, 叶代启. MnOx/MWCNTs低温氨选择性催化还原NOx硫中毒机理[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207062 shu
Citation:  LUO Hong-Cheng, HUANG Bi-Chun, FU Ming-Li, WU Jun-Liang, YE Dai-Qi. SO2 Deactivation Mechanism of MnOx/MWCNTs Catalyst for Low-Temperature Selective Catalytic Reduction of NOx by Ammonia[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201207062 shu

MnOx/MWCNTs低温氨选择性催化还原NOx硫中毒机理

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(209077034)资助项目 (209077034)

摘要:

以经过浓硝酸和等离子体放电预处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体, 锰氧化物(MnOx)为活性组分, 采用等体积浸渍法制备MnOx/MWCNTs 催化剂. 利用热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原/脱附(TPR/TPD)以及傅里叶变换红外(FTIR)光谱对催化剂进行表征, 探讨SO2对催化剂低温氨选择性催化还原(SCR)NOx活性的影响及SO2中毒机理. 结果表明, 低温下SO2对MnOx/MWCNTs 催化剂活性有明显毒化作用. 反应温度越高, SO2浓度越大, 催化剂SCR活性下降越快. 活性中心Mn原子硫酸化是催化剂失活的主要原因. 另外, 催化剂表面生成硫酸铵盐以及SO2对NO吸附的抑制作用也一定程度上造成了催化剂的失活.

English

    1. [1]

      (1) Busca, G.; Lietti, L.; Ramis, G.; Berti, F. Appl. Catal. B 1998,18, 1. doi: 10.1016/S0926-3373(98)00040-X

      (1) Busca, G.; Lietti, L.; Ramis, G.; Berti, F. Appl. Catal. B 1998,18, 1. doi: 10.1016/S0926-3373(98)00040-X

    2. [2]

      (2) Notoya, F.; Su, C.; Sasaoka, E. Ind. Eng. Chem. Res. 2001, 40,3732. doi: 10.1021/ie000972f(2) Notoya, F.; Su, C.; Sasaoka, E. Ind. Eng. Chem. Res. 2001, 40,3732. doi: 10.1021/ie000972f

    3. [3]

      (3) Huang, J. H.; Tong, Z. Q.; Huang, Y.; Zhang, J. F. Appl. Catal. B2008, 78, 309. doi: 10.1016/j.apcatb.2007.09.031(3) Huang, J. H.; Tong, Z. Q.; Huang, Y.; Zhang, J. F. Appl. Catal. B2008, 78, 309. doi: 10.1016/j.apcatb.2007.09.031

    4. [4]

      (4) Lin, T.; Zhang, Q. L.; Li,W.; ng, M. C.; Xing, Y. X.; Chen, Y.Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1127. [林涛, 张秋林,李伟, 龚茂初, 幸怡汛, 陈耀强. 物理化学学报, 2008, 24,1127.] doi: 10.1016/S1872-1508(08)60046-7(4) Lin, T.; Zhang, Q. L.; Li,W.; ng, M. C.; Xing, Y. X.; Chen, Y.Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 1127. [林涛, 张秋林,李伟, 龚茂初, 幸怡汛, 陈耀强. 物理化学学报, 2008, 24,1127.] doi: 10.1016/S1872-1508(08)60046-7

    5. [5]

      (5) Qi, G.; Yang, R. T. Appl. Catal. B 2003, 44, 217. doi: 10.1016/S0926-3373(03)00100-0(5) Qi, G.; Yang, R. T. Appl. Catal. B 2003, 44, 217. doi: 10.1016/S0926-3373(03)00100-0

    6. [6]

      (6) Smirniotis, P. G.; Pena, D. A.; Uphade, B. S. Angew. Chem. Int. Edit. 2001, 40, 2479. doi: 10.1002/1521-3773(20010702)40:13<2479::AID-ANIE2479>3.0.CO;2-7(6) Smirniotis, P. G.; Pena, D. A.; Uphade, B. S. Angew. Chem. Int. Edit. 2001, 40, 2479. doi: 10.1002/1521-3773(20010702)40:13<2479::AID-ANIE2479>3.0.CO;2-7

    7. [7]

      (7) Wang, L. S.; Huang, B. C.; Su, Y. X.; Zhou, G. Y.;Wang, K. L.;Luo, H. C.; Ye, D. Q. J. Chem. Eng. 2012, 192, 232. doi: 10.1016/j.cej.2012.04.012(7) Wang, L. S.; Huang, B. C.; Su, Y. X.; Zhou, G. Y.;Wang, K. L.;Luo, H. C.; Ye, D. Q. J. Chem. Eng. 2012, 192, 232. doi: 10.1016/j.cej.2012.04.012

    8. [8]

      (8) Kijlstra,W. S.; Biervliet, M.; Poels, E. K.; Bliek, A. Appl. Catal. B 1998, 16, 327. doi: 10.1016/S0926-3373(97)00089-1(8) Kijlstra,W. S.; Biervliet, M.; Poels, E. K.; Bliek, A. Appl. Catal. B 1998, 16, 327. doi: 10.1016/S0926-3373(97)00089-1

    9. [9]

      (9) Xie, G. Y.; Liu, Z. Y.; Zhu, Z. P.; Liu, Q. Y.; Ge, J.; Huang, Z. G.J. Catal. 2004, 224, 36. doi: 10.1016/j.jcat.2004.02.015(9) Xie, G. Y.; Liu, Z. Y.; Zhu, Z. P.; Liu, Q. Y.; Ge, J.; Huang, Z. G.J. Catal. 2004, 224, 36. doi: 10.1016/j.jcat.2004.02.015

    10. [10]

      (10) Shen, B. X.; Liu, T. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3009. [沈伯雄, 刘亭. 物理化学学报, 2010, 26, 3009.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20101120(10) Shen, B. X.; Liu, T. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3009. [沈伯雄, 刘亭. 物理化学学报, 2010, 26, 3009.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20101120

    11. [11]

      (11) Jiang, B. Q.;Wu, Z. B.; Liu, Y.; Lee, S. C.; Ho,W. K. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4961. doi: 10.1021/jp907783g(11) Jiang, B. Q.;Wu, Z. B.; Liu, Y.; Lee, S. C.; Ho,W. K. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4961. doi: 10.1021/jp907783g

    12. [12]

      (12) Forzatti, P.; Lietti, L. Catal. Taday 1999, 62, 51.(12) Forzatti, P.; Lietti, L. Catal. Taday 1999, 62, 51.

    13. [13]

      (13) Svachula, J.; Ferlazzo, N.; Forzatti, P.; Tronconi, E.; Bregani, F.Ind. Eng. Chem. Res. 1993, 32, 826. doi: 10.1021/ie00017a009(13) Svachula, J.; Ferlazzo, N.; Forzatti, P.; Tronconi, E.; Bregani, F.Ind. Eng. Chem. Res. 1993, 32, 826. doi: 10.1021/ie00017a009

    14. [14]

      (14) Cao, Z. L.;Wang, Z. Y. Inorganic Chemistry Formula Manual;Hunan Science and Technology Press: Changsha, 1972; p 171.[曹忠良, 王珍云. 无机化学方程式手册. 长沙: 湖南科学技术出版社, 1972: 171.](14) Cao, Z. L.;Wang, Z. Y. Inorganic Chemistry Formula Manual;Hunan Science and Technology Press: Changsha, 1972; p 171.[曹忠良, 王珍云. 无机化学方程式手册. 长沙: 湖南科学技术出版社, 1972: 171.]

    15. [15]

      (15) Venezia, A. M.; Carlo, G. D.; Pantaleo, G.; Liotta, L. F.; Melaet,G.; Kruse, N. Appl. Catal. B 2009, 88, 430. doi: 10.1016/j.apcatb.2008.10.023(15) Venezia, A. M.; Carlo, G. D.; Pantaleo, G.; Liotta, L. F.; Melaet,G.; Kruse, N. Appl. Catal. B 2009, 88, 430. doi: 10.1016/j.apcatb.2008.10.023

    16. [16]

      (16) Reddy, B. M.; Sreekanth, P. M.; Yamada, Y.; Xu, Q.; Kobayashi,T. Appl. Catal. A 2002, 228, 269. doi: 10.1016/S0926-860X(01)00982-6(16) Reddy, B. M.; Sreekanth, P. M.; Yamada, Y.; Xu, Q.; Kobayashi,T. Appl. Catal. A 2002, 228, 269. doi: 10.1016/S0926-860X(01)00982-6

    17. [17]

      (17) Román, E.; de Se via, J. L.; Martín-Ga , J. A.; Comtet, G.;Hellner, L. Vacuum 1997, 48, 597. doi: 10.1016/S0042-207X(97)00074-2(17) Román, E.; de Se via, J. L.; Martín-Ga , J. A.; Comtet, G.;Hellner, L. Vacuum 1997, 48, 597. doi: 10.1016/S0042-207X(97)00074-2

    18. [18]

      (18) Romano, E. J.; Schulz, K. H. Appl. Surf. Sci. 2004, 246, 262.(18) Romano, E. J.; Schulz, K. H. Appl. Surf. Sci. 2004, 246, 262.

    19. [19]

      (19) Liu, J.; Zhao, Z.;Wang, J. Q.; Xu, C. M.; Duan, A. J.; Jiang, G.Y.; Yang, Q. Appl. Catal. B 2008, 84, 185. doi: 10.1016/j.apcatb.2008.03.017(19) Liu, J.; Zhao, Z.;Wang, J. Q.; Xu, C. M.; Duan, A. J.; Jiang, G.Y.; Yang, Q. Appl. Catal. B 2008, 84, 185. doi: 10.1016/j.apcatb.2008.03.017

    20. [20]

      (20) Macleod, N.; Cropley, R.; Lambert, R. M. Catal. Lett. 2003, 86,69. doi: 10.1023/A:1022611109139(20) Macleod, N.; Cropley, R.; Lambert, R. M. Catal. Lett. 2003, 86,69. doi: 10.1023/A:1022611109139

    21. [21]

      (21) Jin, R. B.; Liu, Y.;Wu, Z. B.;Wang, H. Q.; Gu, T. T. Catal. Today 2010, 153, 84. doi: 10.1016/j.cattod.2010.01.039(21) Jin, R. B.; Liu, Y.;Wu, Z. B.;Wang, H. Q.; Gu, T. T. Catal. Today 2010, 153, 84. doi: 10.1016/j.cattod.2010.01.039

    22. [22]

      (22) Takagi, M.; Kawai, T.; Soma, M.; Onishi, T.; Tamaru, K.J. Phys. Chem. 1976, 80, 430. doi: 10.1021/j100545a019(22) Takagi, M.; Kawai, T.; Soma, M.; Onishi, T.; Tamaru, K.J. Phys. Chem. 1976, 80, 430. doi: 10.1021/j100545a019

    23. [23]

      (23) Lin, S. D.; Gluhoi, A. C.; Nieuwenhuys, B. E. Catal. Today2004, 90, 3. doi: 10.1016/j.cattod.2004.04.047(23) Lin, S. D.; Gluhoi, A. C.; Nieuwenhuys, B. E. Catal. Today2004, 90, 3. doi: 10.1016/j.cattod.2004.04.047

    24. [24]

      (24) Yang, S. X.; Li, X.; Zhu,W. P.;Wang, J. B.; Descorme, C.Carbon 2008, 46, 445. doi: 10.1016/j.carbon.2007.12.006(24) Yang, S. X.; Li, X.; Zhu,W. P.;Wang, J. B.; Descorme, C.Carbon 2008, 46, 445. doi: 10.1016/j.carbon.2007.12.006

    25. [25]

      (25) Lambia, M. A.; Ramis, G.; Busca, G. Appl. Catal. B 2000, 27,145. doi: 10.1016/S0926-3373(00)00150-8(25) Lambia, M. A.; Ramis, G.; Busca, G. Appl. Catal. B 2000, 27,145. doi: 10.1016/S0926-3373(00)00150-8

    26. [26]

      (26) Wang,W. H.; Huang, B. C.;Wang, L. S.; Ye, D. Q. Surf. Coat. Technol. 2011, 205, 4896. doi: 10.1016/j.surfcoat.2011.04.100(26) Wang,W. H.; Huang, B. C.;Wang, L. S.; Ye, D. Q. Surf. Coat. Technol. 2011, 205, 4896. doi: 10.1016/j.surfcoat.2011.04.100

    27. [27]

      (27) Luo, J.; Tong, Z. Q.; Huang, Y.; Xia, B.; Luo, H. Acta. Sci. Circumst. 2010, 30, 1023. [罗晶, 童志权, 黄妍, 夏斌,罗河. 环境科学学报, 2010, 30, 1023.](27) Luo, J.; Tong, Z. Q.; Huang, Y.; Xia, B.; Luo, H. Acta. Sci. Circumst. 2010, 30, 1023. [罗晶, 童志权, 黄妍, 夏斌,罗河. 环境科学学报, 2010, 30, 1023.]

    28. [28]

      (28) Hadjiivanov, K.; Avreyska, V.; Klissurski, D.; Marinova, T.Langmuir 2002, 18, 1619. doi: 10.1021/la0110895(28) Hadjiivanov, K.; Avreyska, V.; Klissurski, D.; Marinova, T.Langmuir 2002, 18, 1619. doi: 10.1021/la0110895

    29. [29]

      (29) Pirngruber, G. D.; Pieterse, J. A. Z. J. Catal. 2006, 237, 237.doi: 10.1016/j.jcat.2005.11.012(29) Pirngruber, G. D.; Pieterse, J. A. Z. J. Catal. 2006, 237, 237.doi: 10.1016/j.jcat.2005.11.012

    30. [30]

      (30) Zhang, X.; Ji, L. Y.; Zhang, S. C.; Yang,W. S. J. Power Sources2007, 173, 1017. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.08.083(30) Zhang, X.; Ji, L. Y.; Zhang, S. C.; Yang,W. S. J. Power Sources2007, 173, 1017. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.08.083

    31. [31]

      (31) Xu,W. Q.; Hong, H.; Yu, Y. B. J. Phys. Chem. C 2009, 113,4426. doi: 10.1021/jp8088148

      (31) Xu,W. Q.; Hong, H.; Yu, Y. B. J. Phys. Chem. C 2009, 113,4426. doi: 10.1021/jp8088148

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  805
  • 文章访问数:  2379
  • HTML全文浏览量:  62
文章相关
  • 发布日期:  2012-08-02
  • 收稿日期:  2012-06-18
  • 网络出版日期:  2012-07-06
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章