改性稀土精矿低温NH3-SCR脱硝的协同作用机理研究

基本信息
批准号:51866013
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:43.00
负责人:武文斐
学科分类:
依托单位:内蒙古科技大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:焦坤灵,罗慧娟,李娜,管濮方,郭文超,齐大双
关键词:
催化还原SCR脱硝协同作用稀土精矿
结项摘要

Rare earth metal oxides are the research hotspots of low temperature NH3-SCR denitration catalysts. A large number of studies have shown that cerium-based polymetallic oxide have good low temperature SCR catalytic performance and it is the ideal catalyst active components. Based on the characteristics of high content of Ce and low content of active metal oxides,rare earth ore were subjected to multi-atmosphere roasting and loaded with iron-manganese metal oxide to obtain a new low-temperature Ce-based SCR denitration catalyst. The effects of the mass ratio of rare earth ore/ferromanganese oxide and calcination conditions on the microstructure,surface properties and catalytic denitrification activity of the new catalysts will be studied by using a variety of in situ and off-site test methods. The changes of valence and the electron transfer path of catalyst activity components during SCR reaction will be revealed. The multi-step catalytic process of NH3-reduced NOx on the surface of new catalyst and the synergistic effect between active components such as Fe,Mn and Ce will be elucidated. The results will provide a basis for exploring the mechanism of low temperature SCR reaction to guide the modification of the Baiyunbao Rare earth ore.

稀土金属氧化物是目前低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究热点。已有结果表明Ce基多金属氧化物具有良好的低温SCR催化性能,是理想的催化剂活性组分。本项目基于白云鄂博稀土精矿Ce、La等稀土元素含量高、活性过渡金属氧化物含量低的特点,通过多气氛焙烧对其进行除杂并负载铁锰金属氧化物制备新型Ce基低温SCR催化剂,采用多种原位和离位表征手段,重点研究稀土精矿/铁锰氧化物负载量和焙烧条件对新型催化剂微观结构、表面性质、低温催化活性的影响;SCR反应过程中催化剂活性位价态变化及电子转移路径;阐明新型催化剂表面NH3还原NOx的多步催化过程及Fe、Mn、Ce等活性组分之间的协同作用,为探究低温SCR反应机理从而指导稀土精矿的改性提供依据。

项目摘要

稀土多金属氧化物具有优异的低温NH3-SCR脱硝催化性能而受到越来越多研究者的关注。由于白云鄂博稀土精矿Ce、La等稀土元素含量高,经酸碱改性、负载过渡金属等手段制备的稀土矿物催化剂具有优良的脱硝性能,实验表明其低温活性最高可达92%甚至更高。负载Mn氧化物稀土精矿表面氧化还原能力增强,NH3吸附性能增强。Ce以Ce3+和Ce4+的形式共存。Mn以Mn3+和Mn4+的形式共存。铈和锰的协同作用提高了催化活性。负载Fe氧化物铁元素的增加有利于催化剂的脱硝性能。CeO2的结构发生扭曲,形成Ce-Fe固溶体,催化剂中暴露出更多的氧空位。NO在Ce3+和Fe2+的作用下生成活化硝酸盐,并与酰胺反应生成N2和H2O。Fe和Mn的引入增加了催化剂表面的酸性位点和酸的量,导致催化剂表面形成了大量的氧空位,出现了更多的氧,有利于氧的迁移。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对新型催化剂进行了表征,表征了活性物质在催化剂表面的吸附和转化行为,并探讨了反应机理。结果表明,整个反应过程遵循L-H机制,气态NO在催化剂表面吸附活化生成双酯硝酸盐,桥接硝酸盐和NH3/NH4+为主要参与反应的中间产物,两者在催化剂表面发生氧化还原反应生成N2和H2O。上述结果表明,CeCO3F-独居石载体具有优良的性能,为稀土精矿的高价值利用提供了理论依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
2

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

DOI:10.3724/sp.j.1089.2022.19009
发表时间:2022
3

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1374
发表时间:2020
4

多空间交互协同过滤推荐

多空间交互协同过滤推荐

DOI:10.11896/jsjkx.201100031
发表时间:2021
5

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

DOI:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019090011
发表时间:2022

武文斐的其他基金

相似国自然基金

1

新型改性氧化铈催化剂低温脱硝协同脱汞机理研究

批准号:21307071
批准年份:2013
负责人:常化振
学科分类:B0603
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

改性铁基催化剂低温SCR脱硝性能优化机理

批准号:51276101
批准年份:2012
负责人:路春美
学科分类:E0604
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

改性生物质活性焦烟气喷射脱汞及协同脱硫、脱硝的机理研究

批准号:51076030
批准年份:2010
负责人:段钰锋
学科分类:E0604
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
4

改性生物质焦脱硝及协同钙基循环脱碳的机理研究

批准号:51806002
批准年份:2018
负责人:张丽徽
学科分类:E0604
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目