cu掺杂mn-tio2催化氧化no性能研究

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1、Cu掺杂Mn/TiO2催化氧化NO性能研究：采用溶胶凝胶法制备了载体TiO2，在负载Mn（Ac）2制备Mn/TiO2时掺杂Cu，制备了Mn-Cu/TiO2催化剂。考虑了Cu的掺杂量、活性组分负载量、焙烧温度等制备条件对其催化氧化NO性能的影响。结果表明，最佳条件下制备的催化剂，在反应温度200℃、空速41000h-1、NO浓度为300×10-6（φ）及O2含量为10%条件下，NO氧化率可达53.08%，250℃时NO氧化率达到74.76%。在220℃以上时H2O对其影响较小，但其抗硫性能还有待进一步研究提高。　　关键词：NO催化氧化TiO2Mn/TiO2　　一、前言　　NOX的排放对坏境

2、造成严重的危害，其破坏臭氧层、产生光化学雾及形成酸雨等。NOX中NO占主要部分（90%以上）[1]，现今工业主流的脱除方法是利用NH3在催化剂的作用下将NOX还原为N2，但该技术对传统的火电厂难以改造且投资大，容易产生二次污染等[2]。近年来，针对NOX和SO2的协同脱除进行了大量的研究[3～6]。催化氧化（SelectiveCatalyticOxidation，缩写为SCO）法是在催化剂的作用下，利用烟气中过剩O2将NO氧化成NO2，再用湿法将其脱除，能够达到同时脱硫脱硝的目的。该方法不需要添加氧化剂、安全性能好、运行成本低、经济好，不产生二次污染，是治理NOX污染的重点研究技术[7]

3、。　　大量研究表明，Mn、Co等过渡金属氧化物负载在载体上表现出较好的催化氧化NO活性[8～12]，采用较多的载体有SiO2、r-Al2O3和TiO2等。其中Mn负载量为10%，焙烧温度为300℃时其催化氧化NO有最好的活性[9]。MnOX、CoOX和CuOX等属于p-型半导体过渡金属氧化物，由于p-型半导体的氧吸附量比n-型半导体大，且吸附的O2会离解为O-，有利于深度氧化[13]，所以其表现出较好的催化氧化活性。目前对单一的p-型半导体过渡金属氧化物催化氧化NO的研究较多，而较少考察双组分。黄明等[14]察了Cu-Mn双组分负载在SiO2上的催化氧化活性；王欢等[15]了铜锰复合氧化

4、物室温催化氧化NO的性能；李鹏等[16]研究了CuMn/TiO2催化燃烧苯类物质的活性，但利用TiO2做载体的Mn-Cu双组分活性催化剂用于NO的催化氧化还未见报道，本文利用Mn的低温催化活性，考虑到氧化铜是p型半导体，接受电子快，表面吸附氧浓度较高，向Mn盐前躯体中添加Cu盐，由于Mn-Cu与TiO2之间的协同作用[16]，制备出了Mn-Cu双组分负载在TiO2上的催化剂，考察了其催化氧化NO的活性。　　二、实验　　1.载体的制备　　载体TiO2的制备为溶胶-凝胶法。向钛酸四丁酯中加入乙酰丙酮，使[acacH]/[Ti]=2，然后加一定量的无水乙醇，室温搅拌2h，得到溶胶。60℃下水浴

5、浓缩4h，120℃下干燥6h，再置于马弗炉中500℃煅烧3h，得到载体TiO2。　　2.催化剂的制备　　催化剂的制备采用浸渍法，活性组分的前躯体为硝酸盐或醋酸盐。称取一定量的活性组分溶于50mL水中，加入2.5gTiO2，常温搅拌2h后，120℃下干燥过夜，在空气中于不同的温度下焙烧3h，研磨筛分出60～80目的颗粒备用。　　3.催化剂的活性及抗毒性测试　　三、结果与讨论　　1.催化剂的不同制备条件对其催化性能的影响　　1.1Cu掺杂量对催化剂活性的影响　　在焙烧温度为300℃的条件下，制备了不同Cu掺杂量的Mn-Cu/TiO2催化剂，记为10%Mn-Cu/TiO2（Mn/Cu=1/3、

6、1/2、1、1.5、2、2.5和3，摩尔比）。其活性随温度的变化。如图2所示。所有催化剂的活性随温度变化曲线基本一致，其活性均随温度的升高逐渐增大，随后受热力学平衡限制下降。其中Mn/Cu=2时，其活性在200℃时达到53.08%，是所测配比中活性最高的。可能是由于催化剂的配比为Mn/Cu=2，在化学计量上更易生成CuMn2O4尖晶石结构的物质。Kang[17]等研究表明，铜锰复合氧化物催化剂有较好的NO低温催化性能主要是因为其生成了CuMn2O4，其对提高了催化剂的活性起到主要作用。　　四、结论　　3.H2O和SO2对催化剂活性的影响较大，在220℃以上时，H2O对催化剂的活性影响较小

7、，且H2O对催化剂的失活影响是可逆的，但SO2对催化剂的活性毒害很大，失活为不可逆。　　：采用溶胶凝胶法制备了载体TiO2，在负载Mn（Ac）2制备Mn/TiO2时掺杂Cu，制备了Mn-Cu/TiO2催化剂。考虑了Cu的掺杂量、活性组分负载量、焙烧温度等制备条件对其催化氧化NO性能的影响。结果表明，最佳条件下制备的催化剂，在反应温度200℃、空速41000h-1、NO浓度为300×10-6（φ）及O2含量为10%条件下，NO氧化率可