徐托雨 蔡思翔*

(海南大学 1.材料科学与工程学院； 2.海南省特种玻璃重点实验室；3.南海海洋资源利用国家重点实验室，海口 570228)

引 言

氮氧化物(NOx)是当前大气中的主要污染物之一，会带来大量环境问题，例如酸雨、PM2.5和光化学污染等[1]。为了减少氮氧化物带来的危害，人们研发了一系列的氮氧化物净化处理技术，例如选择性催化还原法(SCR)、非选择性催化还原法(NSCR)和等离子体技术等。其中，氨选择性催化还原法(NH3- SCR)由于成本低廉且净化效率高而被广泛应用。该方法主要通过标准SCR反应(式(1))和快速SCR反应(式(2))实现氮氧化物的无害化处理[2]。

(1)

(2)

在NH3- SCR技术中最关键的因素是催化剂，目前，商用V2O5- WO3(MoO3)/TiO2催化剂是在固定源(火力发电厂、燃煤锅炉等)中使用最广泛的SCR催化剂，该催化剂在300～400 ℃的温度区间表现出优异的氮氧化物去除效率，并且催化剂本身的抗压强度和耐磨性极佳。然而，V2O5- WO3(MoO3)/TiO2催化剂仍然有一些不可避免的缺陷，例如在低温范围内催化剂的活性很低，抗毒性差，并且催化剂中的V2O5易挥发、产生生物毒性。此外，该催化剂在高温下会产生大量N2O，降低了对N2的选择性[3]。因此，近年来许多研究致力于开发有效的非钒基催化剂[4]。在所有的非钒基催化剂中铈基催化剂被认为是最有潜力的替代品。原因是CeO2具有灵活多变的价态构成、表面有丰富的氧空位并且与NH3/NO有强相互作用，故作为助剂、载体或催化活性组分而被广泛应用于NH3- SCR催化剂的研究中[5-6]。但是，由于纯CeO2的表面上缺少SCR反应所需的酸性位点，其通常会表现出较低的催化活性。……