Citation: Simiao Zang, Guizhen Zhang, Wenge Qiu, Liyun Song, Ran Zhang, Hong He. Resistance to SO2 poisoning of V2O5/TiO2-PILC catalyst for the selective catalytic reduction of NO by NH3[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2016, 37(6): 888-897. doi: 10.1016/S1872-2067(15)61083-X
氨法选择性还原氮氧化物V2O5/TiO2-PILC催化剂的抗硫性能
首先采用离子交换法制备出 TiO2-PILC 载体, 之后采用浸渍法制备了不同钒含量 (质量分数x/% = 0, 3, 4, 5) 的 xV2O5/TiO2-PILC 催化剂. 同时, 制备了传统 V2O5/TiO2 和 V2O5-MoO3/TiO2 催化剂作为对比. 活性评价结果显示, 4V/TiO2-PILC 催化剂具有最高的催化活性, 其催化性能与传统钒钛催化剂相当. 在 160 oC 时, NO 转化率可达 80% 以上. 同时, 4V/TiO2-PILC 催化剂还具有较宽的反应温度窗口, 在 260-500 oC 范围内, NO 转化率保持在 90% 以上. 向反应体系中加入 0.05% SO2 和 10% H2O 后, 在低温 (160 oC 以下) 时所有催化剂的反应活性都有一定提高, 可能是由于 SO2 的加入提高了催化剂的表面酸性. 继续升高温度, 4V/TiO2 和 4V6Mo/TiO2 催化剂活性均明显下降, 而 4V/TiO2-PILC 催化剂的活性则未出现明显下降. 原位漫反射红外光谱结果显示, SO2 在三种催化剂表面的吸附以表面硫酸盐或亚硫酸盐物种以及离子态 SO42-物种形式存在, 而在 4V/TiO2-PILC 催化剂表面离子态 SO42-物种的量最少. X射线光电子能谱及 O2程序升温脱附结果显示, 在 4V/TiO2-PILC 催化剂上, 表面吸附氧 (Oads) 的量最少. 综合上述分析可以得出, 在 SO2 气氛下, 离子态 SO42-物种在 SCR 催化剂表面的累积可能是导致其失活的主要原因, 而离子态 SO42-物种的形成可能与催化剂表面吸附氧的量有关.
English
Resistance to SO2 poisoning of V2O5/TiO2-PILC catalyst for the selective catalytic reduction of NO by NH3
-
-
[1] P. Forzatti, Catal. Today, 2000, 62, 51-65.
-
[2] W. Müller, H. Ölschlegel, A. Schäfer, N. Hakim, K. Binder, SAE, 2003, 2003-01-2304.
-
[3] G. Busca, L. Lietti, G. Ramis, F. Berti, Appl. Catal. B, 1998, 18, 1-36.
-
[4] P. Granger, V. I. Parvulescu, Chem. Rev., 2011, 111, 3155-3207.
-
[5] S. Roy, M. S. Hegde, G. Madras, Appl. Energy, 2009, 86, 2283-2297.
-
[6] J. L. Valverde, A. de Lucas, P. Sánchez, F. Dorado, A. Romero, Appl. Catal. B, 2003, 43, 43-56.
-
[7] G. S. Qi, R. T. Yang, R. Chang, Catal. Lett., 2003, 87, 67-71.
-
[8] S. Roy, B. Viswanath, M. S. Hegde, G. Madras, J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 6002-6012.
-
[9] B. C. Huang, R. Huang, D. J. Jin, D. Q. Ye, Catal. Today, 2007, 126, 279-283.
-
[10] R. Q. Long, R. T. Yang, R. Chang, Chem. Commun., 2002, 452-453.
-
[11] F. D. Liu, H. He, C. B. Zhang, Z. C. Feng, L. R. Zheng, Y. N. Xie, T. D. Hu, Appl. Catal. B, 2010, 96, 408-420.
-
[12] G. S. Qi, R. T. Yang, J. Catal., 2003, 217, 434-441.
-
[13] X. L. Tang, J. M. Hao, H. H. Yi, J. H. Li, Catal. Today, 2007, 126, 406-411.
-
[14] S. M. Lee, K. H. Park, S. C. Hong, Chem. Eng. J., 2012, 195-196, 323-331.
-
[15] M. Ouzzine, G. A. Cifredo, J. M. Gatica, S. Harti, T. Chafik, H. Vidal, Appl. Catal. A, 2008, 342, 150-158.
-
[16] Y. L. Wang, Z. Y. Liu, L. Zhan, Z. G. Huang, Q. Y. Liu, J. R. Ma, Chem. Eng. Sci., 2004, 59, 5283-5290.
-
[17] E. Garcia-Bordejee, J. L. Pinilla, M. J. Lazaro, R. Moliner, J. L. G. Fierro, J. Catal., 2005, 233, 166-175.
-
[18] R. T. Yang, J. P. Chen, E. S. Kikkinides, L. S. Cheng, J. E. Cichanowicz, Ind. Eng. Chem. Res., 1992, 31, 1440-1445.
-
[19] J. P. Chen, M. C. Hausladen, R. T. Yang, J. Catal., 1995, 151, 135-146.
-
[20] L. S. Cheng, R. T. Yang, N. Chen, J. Catal., 1996, 164, 70-81.
-
[21] R. Q. Long, R. T. Yang, Appl. Catal. B, 2000, 24, 13-21.
-
[22] R. Q. Long, R. T. Yang, J. Catal., 2000, 190, 22-31.
-
[23] C. Orsenigo, L. Lietti, E. Tronconi, P. Forzatti, F. Bregani, Ind. Eng. Chem. Res., 1998, 37, 2350-2359.
-
[24] X. Y. Guo, C. Bartholomew, W. Hecker, L. L. Baxter, Appl. Catal. B, 2009, 92, 30-40.
-
[25] R. Q. Long, R. T. Yang, J. Catal., 1999, 186, 254-268.
-
[26] J. Sterte, Clays Clay Miner., 1986, 34, 658-664.
-
[27] N. N. Binitha, S. Sugunan, Microporous Mesoporous Mater., 2006, 93, 82-89.
-
[28] H. J. Chae, I. S. Nam, S. W. Ham, S. B. Hong, Appl. Catal. B, 2004, 53, 117-126.
-
[29] L. Chmielarz, P. Kustrowski, M. Zbroja, A. Rafalska-Lasocha, B. Dudek, R. Dziembaj, Appl. Catal. B, 2003, 45, 103-116.
-
[30] Y. X. Chen, Y. Jiang, W. Z. Li, R. C. Jin, S. Z. Tang, W. B. Hu, Catal. Today, 1999, 50, 39-47.
-
[31] S. T. Choo, S. D. Yim, I. S. Nam, S. W. Ham, J. B. Lee, Appl. Catal. B, 2003, 44, 237-252.
-
[32] S. J. Hug, J. Colloid Interface Sci., 1997, 188, 415-422.
-
[33] D. Peak, R. G. Ford, D. L. Sparks, J. Colloid Interface Sci., 1999, 218, 289-299.
-
[34] J. J. Murcia, M. C. Hidalgo, J. A. Navio, J. Arana, J. M. Dona-Rodriguez, Appl. Catal. B, 2013, 142-143, 205-213.
-
[35] A. Brückner, U. Bentrup, J. B. Stelzer, Z. Anorg. Allg. Chem., 2005, 631, 60-66.
-
[36] J. P. Dunn, P. R. Koppula, H. G. Stenger, I. E. Wachs, Appl. Catal. B, 1998, 19, 103-117.
-
[37] T. Luo, R. J. Gorte, Appl. Catal. B, 2004, 53, 77-85.
-
[38] W. Q. Xu, H. He, Y. B. Yu, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 4426-4432.
-
[39] C. Morterra, J. Chem. Soc., Faraday Trans. I, 1988, 84, 1617-1637.
-
[40] Yu. V. Belokopytov, K. M. Kholyavenko, S. V. Gerei, J. Catal., 1979, 60, 1-7.
-
[41] G. S. Qi, R.T. Yang, J. Phys. Chem. B, 2004, 108, 15738-15747.
-
[42] G. M. Underwood, T. M. Miller, V. H. Grassian, J. Phys. Chem. A, 1999, 103, 6184-6190.
-
[43] K. I. Hadjiivanov, Catal. Rev. Sci. Eng., 2000, 42, 71-144.
-
[44] H. Y. Huang, R. T. Yang, Langmuir, 2001, 17, 4997-5003.
-
[45] S. H. Xie, J. G. Deng, S. M. Zang, H. G. Yang, G. S. Guo, H. Arandiyan, H. X. Dai, J. Catal., 2015, 322, 38-48.
-
[46] W. P. Shan, F. D. Liu, H. He, X. Y. Shi, C. B. Zhang, Appl. Catal. B, 2012, 115-116, 100-106.
-
[47] X. L. Chu, Z. S. Lu, Z. X. Yang, D. W. Ma, Y. X. Zhang, S. S. Li, P. Y. Gao, Phys. Lett. A, 2014, 378, 659-666.
-
[48] L. Chen, J. H. Li, M. F. Ge, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 21177-21184.
-
[49] G. S. Wong, J. M. Vohs, Surf. Sci., 2002, 498, 266-274.
-
[50] S. H. Xie, J. G. Deng, Y. X. Liu, Z. H. Zhang, H. G. Yang, Y. Jiang, H. Arandiyanc, H. X. Dai, C. T. Au, Appl. Catal. A, 2015, 507, 82-90.
-
[51] W. Deng, Q. G. Dai, Y. J. Lao, B. B. Shi, X. Y. Wang, Appl. Catal. B, 2016, 181, 848-861.
-
[52] Y. L. Liu, S. Yang, Y. Lu, N. V. Podval, W. Chen, G. S. Zakharova, Appl. Surf. Sci., 2015, 359, 114-119.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 0
- 文章访问数: 763
- HTML全文浏览量: 161

下载: