新型花狀CeO2 的NH3-SCR 性能及機制研究

從其良, 馬赫遙, 楊鳴剛, 王瑜鋼, 李素靜, 李 偉

(浙江大學生物質化工教育部重點實驗室，浙江大學 化學工程與生物工程學院，浙江 杭州 310027)

1 前 言

氮氧化物(NOx，包括NO、NO2、N2O)是大氣污染物的主要成分之一，不僅會引起光化學煙霧、酸雨、灰霾等環境問題[1-3]，而且對人體還有一定程度的損害，如引起肺水腫從而影響人的呼吸系統等。隨著經濟發展以及人民生活水平的提高，人們對于交通工具的需求也越來越高，導致機動車氮氧化物的排放量逐漸增大，機動車已經成為大氣中氮氧化物的主要貢獻者。機動車尾氣中的氮氧化物主要是熱力型，意指在燃料燃燒過程中，空氣中的氮氣(N2)和氧氣(O2) 在氣缸中的高溫高壓條件下反應生成NO 和少量其他NOx。三效催化劑被廣泛應用于汽油車尾氣中NOx的降解，但三效催化劑具有以下局限性：活性成分是貴金屬、地殼含量有限，價格昂貴，要求的空燃比苛刻，且氧氣含量過高時不利于氮氧化物的轉化[4]。氨氣選擇性催化還原(NH3-selective catalytic reduction，NH3-SCR)技術可以降解富氧條件下的NOx，指在催化劑的作用下，加入還原劑選擇性地將氮氧化物還原成N2和水，標準NH3-SCR 化學方程式如式 (1) 所示[5-6]。該技術由于具有較高的脫硝效率，被廣泛用于大氣污染物中氮氧化物的降解，而催化劑是NH3-SCR技術的核心。釩鎢鈦催化劑被廣泛用于燃煤電廠、工業鍋爐等固定源中氮氧化物的脫除。但是，釩具有生物毒性，對人體有害，一些國家已經禁止將釩應用于機動車尾氣凈化[7-8]；因此亟須開發新型價廉無毒、耐富氧條件的脫硝催化劑。……