Ce的掺杂对负载型催化剂LaMnO 3 /赤铁矿脱硝性能的影响

发布时间：2020-12-04 07:04

　　采用柠檬酸络合浸渍法,通过对A位离子进行掺杂或取代和调节Ce的掺杂量,制备了一系列的负载型催化剂La1-xAxMnO3/赤铁矿（A=Ce、Co,x=0/0.1/0.2/0.3）,并将催化剂应用于固定床NH3-SCR脱硝。采用XRD、BET、XRF、H2-TPR、NH3-TPD等表征手段对催化剂进行分析和表征。结果表明,Ce的掺杂提高了催化剂LaMnO3/赤铁矿的低温脱硝效率和拓宽了催化剂的活性温度窗口,如La0.8Ce0.2MnO3/赤铁矿催化剂,在180℃时,脱硝效率就高达98%,且在150²50℃温度区间的脱硝效率均在90%以上。结合表征分析证明,稀土元素Ce的适量掺杂,明显提高了LaMnO3/赤铁矿催化剂的氧化还原能力和催化剂表面NH3分子的吸附能力;稀土元素Ce的适量掺杂也改善了催化剂比表面积,也使活性物质高度分散在载体表面上。 

【文章来源】：化工进展. 2016年S2期 第192-199页 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图１ＳＣＲ催化脱硝实验装置

图３４０％Ｌａ１－ｘＡｘＭｎＯ３／赤铁矿（ｘ＝０／０．１／０．２／０．３）ＮＯ转化率曲线图２是显示了添加稀土元素Ｃｅ、Ｃｏ制备的Ｌａ０．９Ｃｅ０．１ＭｎＯ３／赤铁矿催化剂、Ｌａ０．９Ｃｏ０．１ＭｎＯ３／赤铁矿两种催化剂和没有添加稀土元素的ＬａＭｎＯ３／赤铁矿催化剂的脱硝效率。图２表明，整个温度反应区间，这３种催化剂的脱硝效率变化趋势相近，在９０～２１０℃反应温度范围内，随着反应温度的升高，催化剂ＬａＭｎＯ３／赤铁矿和催化剂Ｌａ０．９Ｃｅ０．１ＭｎＯ３／赤铁矿的脱硝效率也不断增加，在１８０～２１０℃反应温度范围内，脱硝效率能达到９６％；而在２１０℃之后，催化剂活性随着反应温度的升高反而逐渐下降。实验结果表明，催化剂的低温催化活性优越，而随着温度的升高，脱硝效率逐渐下降。可能是由于在较高的温度下，ＮＨ３的副反应可能性（如ＮＨ３的氧化反应）增多，从而使得催化剂的脱硝效率随着反应温度的升高出现下降趋势。对比这３种催化剂脱硝效率不难发现，Ａ位掺杂Ｃｏ后催化剂的活性几乎没有变化；而Ａ位掺杂Ｃｅ后催化剂的低温催化活性得到了提高：尤其当反应温度低于１８０℃时，Ｃｅ的添加使催化剂的催化脱硝效率提高了１５％，与没有添加稀土元素的ＬａＭｎＯ３／赤铁矿催化剂相比较，该催化剂达到最高脱硝效率所需的反应温度向低温偏移了３０℃。这可能是因为稀土元素Ｃｅ的加入会引起催化剂表面电子失衡，形成氧空穴和未饱和的化学键，从而增加表面化学吸附氧的浓度，化学吸附氧的增多有利于氧化还原

Ｏ０．０３９４０％ＬａＭｎＯ３／赤铁矿Ｆｅ２Ｏ３５８．６８３ＬａＭｎＯ３３８．４７８ＭｇＯ０．０５２５Ａｌ２Ｏ３０．９５８７ＳｉＯ２１．５６３７Ｋ２Ｏ０．００８ＣａＯ０．０３３９ＴｉＯ２０．１２２３Ｃｏ２Ｏ３０．０７９３ＮｉＯ０．０２１３２．４Ａ位掺杂Ｃｅ元素后催化剂的ＸＲＤ分析催化剂的物相及形态影响着催化剂的催化活性，为了确定催化剂物相、形态和探究催化剂是如何影响催化剂的催化活性，需对催化剂进行ＸＲＤ分析，图４为掺杂Ｃｅ元素后催化剂的ＸＲＤ图。图４掺杂Ｃｅ元素后催化剂的ＸＲＤ图ａ—赤铁矿；ｂ—ＬａＭｎＯ３；ｃ—４０％ＬａＭｎＯ３／赤铁矿；ｄ—４０％Ｌａ０．７Ｃｅ０．３ＭｎＯ３／赤铁矿；ｅ—４０％Ｌａ０．８Ｃｅ０．２ＭｎＯ３／赤铁矿；ｆ—４０％Ｌａ０．９Ｃｅ０．１ＭｎＯ３／赤铁矿图４中样品ａ的煅烧温度为３５０℃，样品ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ的煅烧温度均为６００℃。从图４中可以看出，样品ｂ衍射曲线在２θ＝３２°、４０°、４６°、５３°、５８°、６８°及７７°时呈现较强的衍射峰，将其２θ值与标准的ＰＤＦ对比，发现与锰酸镧复合氧化物（ＬａＭｎＯ３）的晶型结构相符，说明该煅烧条件下能够生成具有钙钛矿晶型结构的活性成分———锰酸镧复合氧化物（ＬａＭｎＯ３）。从图４中可以看出，样品ｃ、ｄ、ｅ、ｆ既有钙钛矿晶型的ＬａＭｎＯ３复合氧化物的衍射峰，也有铁氧化物的衍射峰，证实了该煅烧温度下制得

【参考文献】：
期刊论文
[1]用于NH3选择性催化还原NO的非钒基催化剂研究进展[J]. 刘福东,单文坡,石晓燕,张长斌,贺泓.  催化学报. 2011(07)
[2]Fe掺杂对SrCoO3-δ体系氧化物结构稳定化作用的TPD/TPR研究[J]. 冯绍杰,易建新.  安徽建筑工业学院学报(自然科学版). 2006(02)
[3]负载型铁系钙钛矿催化剂的研究[J]. 胡大为,秦永宁,马智,何菲.  高等学校化学学报. 2002(11)
[4]Ag／γ－Al2O3催化剂的TPR和TPD研究[J]. 罗孟飞,朱波,周烈华,袁贤鑫.  燃料化学学报. 1996(03)



本文编号：2897195