柴油机改性分子筛SCR催化剂的理化及催化特性的研究.pdf

摘要 汽车排放废气已经成为城市大气环境污染的主要污染源之一。汽车尾气中的 NOx的去除是汽车排气净化的重要方面。在诸多的NOx去除技术中，NH3一SCR 技术是满足国Ⅳ及更严格排放法规要求且满足我国国情的技术路线。本文对柴油 机用金属改性ZSM．5分子筛催化剂进行了催化性能评价，并结合XRD、SEM、TEM、 化特性进行了分析。所得结论如下： 1、在自制的催化剂活性评价台上，空速为60000h-1，氨氮比为1：1时，过 渡金属铜、锰、铈、锶、铁、镧、钴和镍改性ZSM．5分子筛型催化剂中铜、锰、 镍改性催化效果最好。 2、铜、锰、镍三种金属改性的ZSM．5催化剂在金属的负载量较低时，三种 金属活性物种的分散性都较好，负载量较高时，铜、镍改性ZSM-5催化剂会有金 属氧化物的结晶项析出，锰的分散性一直很好；且负载量较低时，催化剂样品都 呈现出双峰特性，随着负载量的进一步增加，低温活性峰与高温活性峰融合，双 峰消失。 3、铜、锰、镍三种金属改性的ZSM．5催化剂时，金属物种主要富集于分子 筛表面浅层，且随着负载量增加，表面金属含量会更高。铜物种与锰、镍相比更 容易进入分子筛内部结构，分子筛内部cu含量也较高。三种金属改性ZSM一5催 子筛之间存在着较强的相互作用，这种强烈的相互作用影响改变了活性组分的电 子性能，从而活性组分具有更高的还原性；而Ni物种与分子筛主体之间结合不 太紧密，分子筛作为载体仅仅起支撑作用。 4、铜、锰、镍三种金属改性的ZSM．5催化剂时，对应金属的负载量分别为 2．2％、3．1％、14．6％时，催化剂的催化活性最好。金属活性物种是金属阳离子以 配位形式存在或者是低聚态金属物种以金属氧化物形式存在。 5、三种催化剂样品中，Cu／ZSM．5中的铜物种，大多以cu+存在，cu+为催化 剂的活性位。Mn／ZSM．5中的锰物种，多以Mn2+形式存在，少量锰元素以Mn3+ 形式存在，Mn2+为活性物种。Ni／7__SM．5中镍物种，都以Ni2+形成存在，即为催化 剂的活性物种。 关键词：柴油机ZSM一5分子筛氮氧化物选择性催化还原催化剂表征催化 性能 Vehicleemissionshavebecomea sourceofthe air major city pollution．NOx removalisan ofautomobileexhaust importantaspect purification．Amongmany NOxremoval issuitableforChina technologyways，NH3一SCR andcallmeetEuro IVandeven more emission stringent regulations．Combined埘mXRD，SEM，TEM， N2 and and FT-IR，Uv-Vis isotherms，the adsorption—desorptionperformance ofmetal physic·-chemical modifiedZSM·-5zeolite areevaluatedin properties catalysts this theconclusionsare paper,and asfollows： 1．Inthe and self-designedcatalystperformance system，thecopper,manganese nickelmo