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《整体式V2O5-MoO3-CeOx-TiO2堇青石SCR脱硝催化剂的制备》是一篇关于选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂制备的研究论文。该论文聚焦于开发一种高效、稳定且适用于工业烟气脱硝的整体式催化剂,旨在解决传统催化剂在高温、高湿等复杂工况下的性能下降问题。
论文首先介绍了SCR技术的基本原理及其在燃煤电厂、钢铁厂等工业领域中的重要应用。SCR技术通过催化剂的作用,使还原剂如氨或尿素在特定温度下与烟气中的氮氧化物反应,生成无害的氮气和水。然而,传统的V2O5-WO3/TiO2催化剂存在成本高、抗中毒能力差等问题,因此需要开发新型的复合催化剂。
本研究采用V2O5、MoO3、CeOx和TiO2作为主要活性组分,并以堇青石作为载体,制备了整体式SCR催化剂。堇青石因其优异的热稳定性、机械强度和比表面积,成为理想的蜂窝状催化剂载体。通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备催化剂前驱体,并将其负载到堇青石基体上,最终通过高温煅烧形成具有多孔结构的催化剂材料。
论文详细分析了催化剂的物理化学性质,包括比表面积、孔径分布、表面酸性以及晶体结构等。实验结果表明,引入MoO3和CeOx能够有效提高催化剂的活性和热稳定性。MoO3可以促进V2O5的分散,增强催化剂的氧化还原性能;而CeOx则有助于提高催化剂的氧存储能力和抗硫性能。
在催化性能测试方面,论文采用固定床反应器对催化剂进行了NO转化率、SO2氧化率及NH3逃逸率的评估。实验结果显示,所制备的V2O5-MoO3-CeOx-TiO2堇青石催化剂在280-400℃范围内表现出较高的NO转化率,且具有良好的抗中毒性能,特别是在含硫烟气条件下仍能保持较好的活性。
此外,论文还探讨了不同组分比例对催化剂性能的影响。通过调控V2O5、MoO3、CeOx和TiO2的比例,优化了催化剂的活性和选择性。实验发现,当V2O5含量为1.5%、MoO3含量为2%、CeOx含量为3%时,催化剂的综合性能最佳。
在热稳定性方面,论文通过热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析和X射线衍射(XRD)测试,验证了催化剂在高温条件下的结构稳定性。结果表明,该催化剂在600℃以下仍能保持良好的结晶度和活性,显示出优异的耐热性能。
综上所述,《整体式V2O5-MoO3-CeOx-TiO2堇青石SCR脱硝催化剂的制备》这篇论文系统地研究了新型SCR催化剂的制备工艺和性能特点。通过合理设计催化剂组分和结构,成功开发出一种高效、稳定且适应性强的脱硝催化剂,为工业烟气治理提供了新的解决方案。
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