非钒基 SCR 催化剂

1. 非钒基SCR催化剂

2. background NOx

3. NH3-SCR NH3选择性催化还原 (NH3-SCR)法已广泛用于燃煤电厂等固定源 NOx 的消除. 目前工业上用于固定源脱硝的催化剂为 V2O5 -WO3(MoO3 )/TiO2, 在中温段 (350~400 oC) 具有优异的 NOx 净化效率和抗 SO2中毒性能 NH3-SCR 技术不但用于固定源 NOx 的催化消除, 而且最有希望大规模应用于柴油车尾气等移动源 NOx 的净化. 虽然钒基 NH3-SCR 催化剂已工业应用多年, 但仍存在着操作温度较高、操作温度窗口较窄、高温时 N2O 大量生成造成 N2 选择性下降, 以及 SO2 向 SO3 氧化等问题，这些问题在移动源 NOx 净化过程中也同样存在.

4. 分子筛催化剂 分子筛类催化剂通常具有较宽的操作温度窗口、较好的热稳定性, 且催化剂废弃后易于处理. 目前, 作为 NH3-SCR 催化剂载体的分子筛主要有 ZSM-5, FAU, HBEA, MOR 和 USY. 其中以 ZSM-5 的应用最为广泛. 负载的活性组分主要包括 Cu, Fe, Mn 和 Ce 等过渡金属元素或稀土金属元素

5. Cu分子筛催化剂 Cu 交换的分子筛催化剂在很宽的操作温度窗口内具有很好的 NH3-SCR 性能, 且 200 oC 以下的低温活性很高. 研究比较 ZSM-5, HY, MOR, FER 和 USY 等分子筛负载的 Cu 催化剂性能, 结果表明 Cu/ZSM-5 催化剂性能最好 Komatsu 等通过研究 Cu 交换量、ZSM-5 分子筛的 Si/Al 比以及分子筛类型 (ZSM-5, Y 型或 MOR) 对 NH3-SCR 活性的影响, 提出了 Cu 基分子筛催化剂在 NH3-SCR 反应中的活性位点是 Cu2+的二聚体。

6. Fe分子筛催化剂 Fe交换的ZSM-5分子筛催化剂低温活性差，中高温活性高。从催化剂活性、催化剂结构到催化反应机理都研究较多且比较成熟。 研究表明, 催化剂制备方法、Fe 交换量以及 ZSM-5 分子筛的 Si/Al 比等因素均会影响 Fe/ZSM-5 分子筛催化剂的 NH3-SCR 活性。

7. 贵金属催化剂 贵金属催化剂包括Pt, Rh, Pd等，其低温段 SCR 活性较高, 但由于 NH3 非选择性氧化的发生, 使得 N2 选择性非常低, 且操作温度窗口极窄, SO2 的存在会使催化剂严重失活. 同时, 由于贵金属价格昂贵，因而逐渐被其他催化剂所取代。

8. Mn基氧化物催化剂 Mn基氧化物催化剂因具有极高的低温SCR性能而备受关注，主要原因可能是Mn物种具有丰富的可变价态。 MnOx 催化剂的 SCR 活性和 N2 选择性主要由 Mn 物种的氧化态、MnOx 的结晶度及其比表面积等因素共同决定。

9. 其他氧化物催化剂 Fe基氧化物催化剂载体有TiO2，PILC，Al2O3，SiO2气凝胶，ZrO2等，低温活性差，中高温活性较好。 Cu基氧化物催化剂在很低的温度下就出现失活现象，生成大量的N2O造成N2选择性下降。 Ce往往作为一种助剂或第二活性组分被引入到催化剂体系中，实际上单纯的Ce基氧化物也有很好的SCR活性，尤其是在中高温范围。