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Ce-Fe/ZSM-5催化剂NH3选择性催化还原NO性能研究

2020-04-25其其格吉日嘎拉李晨曦程水源康天放

化工环保 2020年2期
关键词:催化剂

其其格吉日嘎拉,李晨曦,叶 青,程 锦,程水源,康天放

(北京工业大学 区域大气复合污染防治北京市重点实验室,北京 100124)

随着更加严格的汽车尾气NOx排放标准的全面实施,汽车尾气NOx治理问题已迫在眉睫。氨选择性催化还原(NH3-SCR)是目前汽车尾气脱除NOx最有效的技术之一。近年来,分子筛催化剂因其较高的催化活性、较宽的活性温度窗口以及良好的热稳定性成为最有潜力的NH3-SCR催化剂。其中,ZSM-5分子筛具有独特的三维孔道结构、较大的比表面积及较强的NOx吸附能力,在汽车尾气NOx排放控制中展现出出色的催化性能。

有研究者利用过渡金属Cu、Fe、Mn等对ZSM-5分子筛进行改性,可提高分子筛的催化效率[1]。目前对Fe/ZSM-5催化剂的研究较为成熟,经Fe改性后的ZSM-5分子筛具有优异的催化活性及良好的抗水抗硫性能,BRANDENBERGER等[2]进一步研究发现,Fe含量的不同对Fe/ZSM-5分子筛催化剂活性有较大影响。Fe改性的ZSM-5分子筛催化剂在高温段的NO转化率优异,但在低温段的催化活性较低。

本工作以ZSM-5 分子筛为载体,利用过渡金属 Ce和 Fe 改性 ZSM-5 分子筛,优化了催化剂制备工艺条件,考察了制备条件对催化剂理化性质的影响,进一步探讨了催化剂理化性质与催化活性的关系。

1 实验部分

1.1 材料和试剂

ZSM-5分子筛购于大连物化所,硅铝摩尔比为50;FeCl2·4H2O、Ce(NO3)3·6H2O:分析纯。

1.2 1.40%Fe/ZSM-5 催化剂的制备

称取一定量的FeCl2·4H2O溶于去离子水中,配制成FeCl2溶液,取适量 ZSM-5分子筛按固液比1∶30(g/mL)加入FeCl2溶液中,恒温水浴60 ℃搅拌 1 h后,超声处理1 h。超声处理结束后使用旋蒸瓶在恒温水浴60℃及抽真空的条件下将样品旋转蒸发至干后放入烘箱中干燥,然后在550 ℃马弗炉中焙烧 5 h。……

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