近幾十年來,研究人員開發(fā)了多種低溫脫硝催化劑,包括過渡金屬氧化物脫硝催化劑、貴重金屬脫硝催化劑和離子交換分子篩脫硝催化劑等。其中,過渡金屬脫硝催化劑,如含V、Mn、Fe、Co、Ni、Cr、Cu、W、Zr、La等活性組分的脫硝催化劑,都表現(xiàn)出較高的低溫SCR反應(yīng)催化活性。由于Mn元素的特殊價(jià)層電子構(gòu)型(3d54s2),使得Mn元素的價(jià)態(tài)變化較廣,包括+2、+3、+4、+5等價(jià)位以及一些非整數(shù)等價(jià)位,不同價(jià)態(tài)的Mn之間可以實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生氧化還原性,能促進(jìn)NO的還原,從而促進(jìn)SCR反應(yīng)的進(jìn)行[5],并且MnOx有多種表面活性氧用來完成催化反應(yīng),導(dǎo)致該種脫硝催化劑的低溫催化活性在很大程度上有所提高[6-7]。上述原因使錳(MnOx)系脫硝催化劑成為國內(nèi)外低溫SCR脫硝催化劑的研究熱點(diǎn)。

錳系脫硝催化劑主要分為非載體型和載體型脫硝催化劑兩大類。本文對當(dāng)前低溫錳系SCR脫硝脫硝催化劑的研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹,并對下一步的研究進(jìn)行了展望。

載體型錳(MnOx)系脫硝催化劑

提高脫硝催化劑的比表面積和分散性,增強(qiáng)其抗H2O和SO2性能的另一有效途徑是將活性組分負(fù)載于具有較大比表面積的載體上。由于負(fù)載型錳系脫硝催化劑的催化活性和選擇性等綜合性能都高于非負(fù)性錳系脫硝催化劑,使得負(fù)載型錳系脫硝催化劑的研究成為關(guān)注熱點(diǎn)。目前,主要用于錳系脫硝催化劑制備的載體有TiO2、Al2O3、碳基材料、分子篩、陶瓷等。

低溫SCR脫硝催化劑所具有的活性溫度低、使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為脫硝催化劑的主要發(fā)展方向。目前,低溫錳基SCR脫硝催化劑研究取得了一定的進(jìn)展,但是這些脫硝催化劑在工業(yè)化應(yīng)用的過程中有諸多問題需要解決。