烟气中NO选择性催化氧化催化剂研究进展

2分子筛催化剂研究现状

分子筛因具有比表面积大、微孔均匀、吸附性强等特点而被广泛应用于催化领域。用于NO催化氧化的分子筛催化剂主要为过渡金属离子交换分子筛和特定类型的沸石分子筛，以及ZSM-5和β分子筛。

陈忠伟等[11]发现单纯Y型分子筛催化剂无论在高温还是低温条件下均无NO氧化活性，而负载NiO可增加其表面活性位，提高其对NO的氧化率及抗硫性。Despres等人[12]发现，水蒸气的加入使Cu-ZSM-5分子筛对NO的氧化率由40%降至25%。

多数分子筛仅在高温下表现出较高的催化活性，但由于受热力学平衡限制，NO的氧化率并不高；在分子筛上负载金属物质可明显降低NO氧化的反应温度[13-14]。阳鹏飞等[13]制备的Au(1%)/TS-1催化剂在260℃下对NO的氧化率为78%。Zhang等人[14]制备的Fe-Mn(负载量30%)/MPS介孔分子筛在240℃下具有较高的催化氧化活性（氧化率为70%）及良好的抗硫和抗水蒸气性能，但当温度低于240℃时，催化剂活性会明显降低。

刘华彦等[15]通过研究高硅铝比Na-ZSM-5分子筛催化剂（SiO2/Al2O3摩尔比为300）上NO和O2的吸附-氧化机理发现：Na-ZSM-5分子筛表面的OH-和Na+等吸附活性位点具有催化氧化NO的能力；NO和O2的反应机理为NO吸附在催化剂表面的活性位上，与O2反应生成NO3，NO3继续与吸附的NO反应生成NO2和N2O4，并在达到饱和吸附后脱附，从而达到吸附-氧化的动态平衡。

李玉芳等[16-17]通过研究不同硅铝比的H-ZSM-5分子筛催化剂对NO的氧化性能发现：干气条件下，催化剂的活性基本不受硅铝比和温度影响；但湿气条件下，催化剂对NO的催化氧化能力随硅铝比的增加而升高，当硅铝比由50增加至300时，NO氧化率由20%升高至56%；催化剂硅铝比越高，其疏水性能越好，因此高硅ZSM-5有利于NO氧化反应。

许钰娟等[18]通过研究全硅β分子筛发现：当相对湿度从0%增加到100%时，NO氧化率从67%降至56%后保持稳定；升高反应温度可抑制水蒸气对NO氧化率的影响；与活性炭催化剂相比，高硅ZSM-5分子筛和全硅β分子筛具有良好的低温活性，且具有一定的抗水蒸气能力；但这2种分子筛催化剂对NO氧化率随温度的升高下降明显。

3贵金属催化剂研究现状

贵金属主要包括Pt、Pd、Au等金属元素，因其具有催化活性高、耐高温、耐腐蚀等优良特性而被广泛用于催化领域。贵金属催化剂催化氧化NO的活性受载体种类影响较大[19-20]。Muhammad等人[18]发现负载于锐钛矿型(A)TiO2上的Pt催化剂活性高于金红石型(R)TiO2，且其对NO的氧化率随含氧量的增加而升高。鲁文质等[19]研究表明：

Pt/γ-Al2O3对NO的氧化能力强于Pt/TiO2；表征发现，贵金属粒子在载体表面的分散度对催化剂活性影响较大，由于TiO2载体的比表面积较小，贵金属粒子难以在载体表面分布均匀，催化剂活性减弱。Olsson等人[21]和Despres等人[22]通过研究Pt/Al2O3和Pt/SiO2发现：

催化剂活性降低的主要原因是生成的NO2使催化剂表面形成无催化活性的Pt氧化物；Pt粒子在载体表面的分散度越高，越易团聚形成氧化物，其活性降低越快，但催化剂可在650℃空气氛围中经热处理再生。

Li等人[23]通过研究光沉积法和浸渍法制备的Pt/TiO2催化剂发现：光沉积法制备的催化剂具有较高的NO氧化活性；水蒸气对2种催化剂的氧化性能无明显影响，SO2对浸渍法合成的催化剂有明显抑制作用；光沉积法制备的催化剂中活性组分Pt与TiO2载体存在较强的相互作用，电子可从TiO2表面向Pt活性位迁移，阻止Pt颗粒在反应中被氧化，维持良好的催化活性。

Dawody等人[24]研究金属氧化物添加剂(WO3、MoO3、V2O5、Ga2O3)对Pt/Al2O3活性的影响，结果表明WO3和MoO3的添加均可提高Pt/Al2O3的氧化活性并降低其作用温度，而其他2种添加剂对催化剂的活性无明显促进作用。董长青等[25]发现WO3比MoO3更有利于催化剂活性的提升。

长期在高温下使用Pt催化剂可使Pt颗粒团聚，催化剂比表面积减小、活性降低。利用Pt和Pd复配制备的合金催化剂可有效抑制活性颗粒团聚。Kaneeda等人[26]通过研究Pt(0.94)/Al2O3和Pt(0.77)-Pd(0.30)/Al2O32种催化剂发现：Pd的掺杂可有效抑制Pt颗粒的热烧结，提高催化剂对NO的氧化率；高温处理后，Pt/Al2O3催化剂活性下降了1/2，转化率为35%；而Pt-Pd/Al2O3催化剂活性只下降了1/4，转化率达58%。Ru类催化剂具有与Pt催化剂相同的氧化性能[27-30]。

Li等人[27]和曲玲玲等[28]分别采用浸渍法制备了Ru/TiO2和Ru/ZrO2催化剂，研究表明此2类催化剂对NO均具有较高的氧化率，但水蒸气和SO2加入会使催化剂活性下降。朱荣淑等[29]发现Ru系双贵金属催化剂((Ru-M/ZrO2,M为Rh、Ir、Pd、Au、Pt，负载量1%)的活性受贵金属组合、水蒸气和SO2的影响较为明显；Ru-Rh/ZrO2、Ru-Ir/ZrO2和Ru-Pd/ZrO2在温度低于500℃时对NO的氧化率均高于35%；与其他双贵金属催化剂相比，Ru-Rh/ZrO2和Ru-Ir/ZrO2表现出较强的抗硫及抗水蒸气能力。表2为一些贵金属催化剂的性能。

表2一些贵金属催化剂的性能

虽然贵金属催化剂具有良好的催化氧化活性，但由于其价格昂贵，不适于工业化应用。

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