矿物材料在催化脱硝方面的应用进展
2021-12-29胡志斐王振峰汪思瀛武文斐侯丽敏张凯白心蕊
胡志斐, 王振峰, 汪思瀛, 武文斐, 侯丽敏, 张凯, 白心蕊
1.内蒙古科技大学 工业技术研究院,内蒙古 包头 014010;
2.内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用国家重点实验室,内蒙古 包头 014010;
3.内蒙古科技大学 能源与环境学院,内蒙古 包头 014010
1 引言
氮氧化物是大气中主要的有害污染物之一,可引起人和动物的呼吸道疾病,也可导致臭氧消耗、酸雨和光化学烟雾等环境危害。目前,氮氧化物排放控制技术中,以NH3为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术为主。采用不同的SCR催化剂,脱硝活性呈现不同的效果[1-4]。选择催化剂时,应考虑采购成本、可用性和收率[3]。目前主流SCR脱硝催化剂是以V2O5-WO3/TiO2为载体,TiO2一般占催化剂总质量的80%以上[5],操作温度须在350 ℃左右[6],产品催化性能和稳定性高,可大规模应用,但其造价相对较高,工艺程序复杂,失活后的V2O5-WO3有毒会造成二次污染,而且易受高浓度二氧化硫和粉尘的影响[7]。工业主要应用于稀土组分催化剂的制备方法有浸渍法、物理混合法、溶胶-凝胶法和共沉淀法等。采用以上方法制备的催化剂尽管具有活性高、氮气选择性好、温度窗口宽等优点,但仍存在原料和制备成本高,工序复杂,化学药剂用量大,产生废水过多等问题。
近年来,天然矿物通过改性、负载制备催化剂的研究逐渐受到广泛关注。挖掘矿物原有的表面性质、活性位点、价键形态等微观信息,并通过一系列的改性处理方法,可制备出高效绿色的催化产品,矿物材料不仅满足作为催化剂或催化剂载体的基本要求, 而且具有资源优势和经济优势,但矿物脱硝催化材料的研究仍处于较初期阶段,各方面性能指标和处理手段有待进一步提高。……
