《低溫脫硫脫硝催化劑CexMn1-xO2/ACF的製備方法及理論研究》是依託湖南大學，由路培擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：低溫脫硫脫硝催化劑CexMn1-xO2/ACF的製備方法及理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：路培
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目將系統研究製備低溫脫硫脫硝催化劑的催化劑低溫性能提升方法、催化劑綜合性能及壽命的提升理論。研究中採用改性活性炭纖維並以其負載具有較高電子轉移/存貯能力的CexMn1-xO2的方法大幅提升催化劑低溫活性；同時將表面化學研究方法首次套用於催化劑脫硫脫硝的表面化學過程研究，研究中以Thermokinetics等研究催化劑中毒失活的表面化學過程及其機制，闡明催化劑的性能提升、壽命延長的理論。主要內容為：①較高低溫活性催化劑的研製；②催化劑低溫性能提升的實證和理論依據；③高性能、長壽命催化劑製備的相關理論研究，其關鍵為催化表面化學過程研究。項目中方法研究與理論研究相輔相成，通過表面化學過程研究催化劑中毒失活這一關鍵理論問題不僅方法極具創新且可行。項目的預期研究成果不僅可直接提升我國脫硫脫硝催化劑製備領域的技術與理論水平，而且具有極大的社會套用潛力。
結題摘要
項目執行三年來，項目組緊緊圍繞研究計畫開展工作，在用於低溫SCR脫硝催化劑載體ACF的性能改進、低溫SCR炭基催化劑的製備及其性能研究、水蒸氣和二氧化硫對催化劑性能的影響、SCR脫硝過程的熱力學和動力學等方面進行了深入的研究並取得了進展。通過研究發現了10%CexMn1-xO2/NPACF系列催化劑中, Ce0.5Mn0.5O2/NPACF表現出了最好的SCR脫硝性能，其脫硝效率在320℃時可高於 95%；發現低溫SCR脫硝過程中在催化劑載體上增加鹼性基團，更有利於提升催化劑的低溫脫硝活性，在實驗中還發現該催化劑在320℃的條件下其催化性能可穩定保持較長時間；以改性ACF負載10%Mn0.5Ce0.5O2可使催化劑的低溫脫硝性能獲得進一步的提升；SCR低溫脫硝在機制方面則同時存在Langmuir–Hinshelwood機制和Eley–Rideal機制過程；同時，通過研究H2O和SO2對催化劑脫硝性能的影響，我們發現水與反應氣體對催化劑的活性位點進行競爭，會影響催化劑的活性，但是這是個可逆的影響，停止加水後，催化劑能恢復活性；SO2濃度不同對催化劑會有不同的影響，在低濃度時，因生成硫酸根而增加了酸位點，從而會對催化劑的活性起到一定的促進作用。但濃度較高時，由於硫酸銨物質的生成，堵塞催化劑的活性位，會造成不可逆的失活，嚴重影響催化劑的作用；優選後的催化劑具有良好的抗硫抗水性。通過實驗，我們並找到提升催化劑耐水、耐硫毒性的方法。通過該項目的實施，項目組三年來在Catalysis Science & Technology、Journal of Hazardous Materials、Chemical Engineering Journal、Environmental Technology等國際著名學術期刊上發表相關SCI論文16篇，目前正在審理的SCI期刊論文2篇；獲授權發明專利4項。培養了博士研究生2人，碩士研究生12人，本科畢業生9人。圓滿完成了本項目的研究。
