铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝的改性研究

文章编号:0253⁃2409(2013)03⁃0361⁃07　收稿日期:2012⁃08⁃05;修回日期:2012⁃10⁃29㊂　基金项目:国家自然科学基金(51276101);山东省自然科学基金(ZR 2012EEM 013)　联系作者:路春美(1958⁃),女,山东淄博人,博士,教授,研究方向为热能工程和环境工程,E⁃mail :cml @ ㊂铁铈复合氧化物催化剂SCR 脱硝的改性研究熊志波1,2,路春美1,2(1.山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061;　2.山东大学燃煤污染物减排国家工程实验室,山东济南250061)摘　要:利用共沉淀法制备了铁铈催化剂,考察添加钛㊁锆㊁钨和钼对其SCR 脱硝的改性规律㊂结果表明,钨和钼的添加提高了铁铈催化剂高温脱硝性能,却使其低温活性有所降低;钛的添加对铁铈催化剂脱硝性能具有促进作用,尤其提高了其低温活性,并拓宽了其完全转化温度窗口,为最佳改性物㊂当钛的物质的量比逐渐由0.10增至0.40,铁铈钛催化剂低温脱硝效率先增大后减小,但其高温脱硝效率逐渐增大至100%,钛的最佳物质的量比为0.15㊂XRD 和N 2吸附分析结果表明,钛能优化铁铈催化剂的孔隙结构,增大其比表面积和比孔容,细化其孔径,并与催化剂中铁㊁铈氧化物形成良好的固溶体,从而提高了铁铈催化剂的SCR 脱硝性能㊂Fe 0.8Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂在150~400℃取得了高于90%的NO x 转化率㊂关键词:铁铈复合氧化物催化剂;选择性催化还原脱硝;NO x ;钛;改性中图分类号:TK 16 文献标识码:AStudy on the modification of iron⁃cerium mixed oxide catalyst for selective catalytic reduction of NOXIONG Zhi⁃bo 1,2,LU Chun⁃mei 1,2(1.School of Energy and Power Engineering ,Shandong University ,Jinan 250061,China ;2.National Engineering Laboratory for Coal⁃Burning Pollutants Emission Reduction ,Shandong University ,Jinan 250061,China )Abstract :A series of iron⁃cerium mixed oxide catalysts modified titanium ,zirconium ,tungsten and molybdenum were prepared by co⁃precipitation.The selective catalytic reduction of NO x with NH 3(NH 3⁃SCR )activity of the catalysts were carried out in a fixed⁃bed quartz tube reactor.The research results indicated that the addition of tungsten and molybdenum could increase the high⁃temperature NH 3⁃SCR activity of the iron⁃cerium mixed oxide catalysts ,but decreased its low⁃temperature NH 3⁃SCR activity.Titanium could improve the NH 3⁃SCR activity of the iron⁃cerium mixed oxide catalyst within the range of reaction temperature ,especially at low⁃temperature.Titanium was the most suitable assistant.When increasing the molar fraction of titanium from 0.10to 0.40,the low⁃temperature NH 3⁃SCR activity of iron⁃cerium⁃titanium mixed oxide catalysts firstly increased and then decreased while the high⁃temperature activity gradually increased to 100%,and the optimum molar fraction of titanium was 0.15.The results of X⁃ray diffraction (XRD )and N 2adsorption isotherms showed that the addition of titanium could optimize the pore structure of iron⁃cerium mixed oxide catalyst ,and increased the BET surface and the pore volume of the iron⁃cerium mixed oxide catalyst ,meanwhile refined its pore size.At the some cases ,titanium could react with iron oxide and cerium oxide within the iron⁃cerium mixed oxide catalyst to form the solid solution.Therefore ,the addition of titanium could enhance the NH 3⁃SCR activity of iron⁃cerium mixed oxide catalyst.Under the condition of the test ,more than 90%of NO x conversion could be achieved over Fe 0.8Ce 0.05Ti 0.15O z catalyst at the temperature range of 150~400℃.Key words :iron⁃cerium mixed oxide catalyst ;selective catalytic reduction (SCR )of NO ;NO x ;titanium ;modification NH 3选择性催化还原脱除是一种最有效脱除电厂等固定源氮氧化物废气的技术㊂目前,工业应用最广泛的催化剂为V 2O 5⁃WO 3(MoO 3)/TiO 2催化剂[1,2],但其存在以下三个主要缺点,脱硝温度偏高及窗口窄(300~400℃),催化剂需要布置于除尘器和脱硫塔之前;高温时易将烟气中SO 2氧化为SO 3,腐蚀尾部烟道;活性组分钒有剧毒,易对环境和人类造成毒害㊂因此,需要开发研究SCR 脱硝活性更高㊁反应温度低的新型催化剂㊂与V 2O 5⁃WO 3(MoO 3)/TiO 2催化剂相比,铁基催化剂具有良好的抗H 2O 和SO 2毒化作用,且脱硝成本较低,是一种极具开发潜力的SCR 脱硝催化第41卷第3期2013年3月燃　料　化　学　学　报Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.41No.3Mar.2013剂[3,4]㊂CeO2具有良好的储放循环氧能力,有利于提高NO氧化为NO2的能力,从而提高催化剂的低温脱硝活性㊂作者的前期研究表明,利用共沉淀法制备的铁铈复合氧化物表现出较好的中低温SCR 脱硝性能,在30000/h空速比条件下,共沉淀法制备的Fe0.95Ce0.05O z催化剂在175~400℃取得了78.9%~100%的NO转化率,但其低温SCR脱硝性能较差,100℃时NO转化率只有32.4%,应用于尾部烟道低温SCR脱硝的经济代价较大,需要进一步优化㊂ZrO2不仅有较强的阳离子传导能力和较高的热稳定性,而且具有酸碱两性特性,因此,在催化领域作为助催化剂得到广泛应用[5~8]㊂TiO2具有良好的NH3吸附能力和大的比表面积,常被用作SCR脱硝催化剂的载体[9,10]㊂WO3和MoO3为固体强酸,可增强脱硝催化剂的酸性,促进NH3在脱硝催化剂上的吸附㊂Chen等[11]研究结果表明,钨能够提高CeO2的SCR脱硝性能,CeO2在200~ 400℃最高的NO转化率仅为75%,而添加0.4mol 钨制备的0.6CeO2⁃0.4WO3在此温度区间内取得了高于90%的NO转化率㊂鉴于钛㊁锆㊁钨和钼应用于SCR脱硝的优良特性,本实验利用沉淀法制备钛㊁锆㊁钨和钼改性铁铈复合氧化物催化剂,考察钛㊁锆㊁钨和钼对铁铈催化剂SCR脱硝的影响规律,以优化其低温SCR脱硝性能㊂本实验旨在提高铁铈催化剂SCR脱硝的工业适用性,为该类催化剂的工业应用提供实验依据㊂1　实验部分1.1　催化剂的制备以硝酸铈(Ce(NO3)3㊃6H2O,分析纯,国药集团)㊁硝酸铁(Fe(NO3)3㊃9H2O,分析纯,天津科密欧)㊁硫酸钛(Ti(SO4)2,分析纯,国药集团)㊁氧氯化锆(ZrClO2㊃8H2O,分析纯,国药集团)㊁钨酸铵((NH4)10W12O41㊃H2O,分析纯,国药集团)和钼酸铵((NH4)6Mo7O24㊃4H2O,分析纯,合肥工业大学试剂厂)为前驱体,氨水(分析纯,天津科密欧)为沉淀剂,采用反向共沉淀法制备钛㊁锆㊁钨和钼改性铁铈SCR脱硝催化剂㊂钛或锆改性催化剂的制备:在持续磁力搅拌下,将混合均匀的一定比例硝酸铈㊁硝酸铁和硫酸钛或者氧氯化锆溶液反向滴加到2mol/L氨水中进行沉淀,滴定终点pH值为9.0~10.0,得到悬浮液㊂悬浮液未经老化,直接过滤㊁并用去离子水洗涤至中性得到滤饼㊂将滤饼置于烘干箱中105℃烘干24h,在马弗炉400℃下煅烧活化5h得到催化剂,磨碎,筛分,取粒径为0.25~0.38mm的催化剂备用㊂钨或钼改性催化剂的制备:将相应的钨酸铵或者钼酸铵溶解于2mol/L氨水中,并磁力搅拌均匀,得到含钨酸铵或者钼酸铵氨水沉淀剂;在持续磁力搅拌下,将混合均匀的一定比例硝酸铈和硝酸铁溶液反向滴加到上述含钨酸铵或者钼酸铵氨水中进行沉淀,滴定终点pH值约为10,之后的制备过程同钛和锆改性催化剂的制备㊂催化剂的化学式定义为Fe0.95⁃x Ce0.05M x O z,其中,0.05为n(Ce)/n(Ce+Fe+M);0.95⁃x为催化剂中n(Fe)/n(Ce+Fe+M);M为钛㊁锆㊁钨和钼的一种,x为n(M)/n(Ce+Fe+M),z为催化剂氧的物质的量比,例如:Fe0.80Ce0.05Ti0.15O z㊂1.2　催化剂的表征催化剂的X射线衍射(XRD)在德国bruker公司Advanced D8X⁃ray Diffraction Analyzer型衍射仪上测试,以Cu靶为辐射线源,管电压40kV,管电流100mA,步长0.1,扫描速率4°/min,10°~80°扫描㊂采用美国Micromeritics Instrument Corporation公司ASAP2020Surface Area and Porosity Analyzer型N2吸附仪测试催化剂孔结构参数,包括比表面积㊁比孔容和孔径分布;催化剂首先在300℃下真空脱附处理3h,以N2为吸附质,在-196℃下进行测试㊂利用Brunauer⁃Emmett⁃Teller (BET)方程计算催化剂的比表面积;通过Barrett⁃Joyner⁃Halenda(BJH)模型分析其比孔容及孔分布㊂X射线光电子能谱(XPS)分析采用ThermoFisher SCIENTIFIC公司的ESCALAB⁃250型电子能谱仪,使用单色化Al Kα(光子能量为1486.7eV)阳极靶,分析使用C1s结合能(284.8eV)进行校准㊂1.3　催化剂的活性测试采用石英管固定床实验台测试催化剂的SCR 脱硝性能,实验台示意图见图1㊂用NO㊁O2和N2模拟工业烟气,NH3为还原剂,其中,[NO]=[NH3] =0.1%(体积分数)㊁O2为3.0%(体积分数)㊂每次实验采用的催化剂量为6mL,烟气流量为3000mL/min,空速比(Gas hourly space velocity, GHSV)为30000/h,采用99.99%N2为平衡气㊂模拟烟气首先在预热段进行混合预热,之后在催化剂床层进行SCR反应㊂利用Optima7.0(德国约克公司)多组分烟气分析仪测量活性段进㊁出口烟气中的NO和NO2浓度,SCR反应中NO的转化率计算公式定义如下:263　燃　料　化　学　学　报第41卷η=[NO x (in )⁃NO x (out )]/[NO x (in )](1)其中,NO x (in )为活性段入口处的氮氧化物浓度,NO x (out )为活性段出口处的氮氧化物浓度,NO x =NO +NO 2㊂图1　SCR 脱硝实验台示意图Figure 1　Diagram of the test bed for SCR of NO x2　结果与讨论2.1　改性物种类对铁铈催化剂SCR 脱硝的影响图2为Fe 0.80Ce 0.05M 0.15O z (M =Ti ㊁Zr ㊁W 和Mo )催化剂的SCR 脱硝性能㊂图2　钛㊁锆㊁钨和钼对铁铈催化剂SCR 脱硝的影响Figure 2　Effect of additives such as titanium ,zirconium ,tungsten and molybdenum on the NH 3⁃SCR activity ofiron⁃cerium mixed oxide catalyst reaction conditions :6mL of catalyst ,[NO ]=[NH 3]=0.1%,[O 2]=3.0%and 3000mL /min of total flow rate ,gas hourly space velocity (GHSV )=30000/h 由图2可知,Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂的起活温度t 50(NO 转化率达50%的温度)为125℃,添加Ti 和Zr 所得的Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 和Fe 0.80Ce 0.05Zr 0.15O z 催化剂低温SCR 脱硝活性增加,它们的t 50向低温方向偏移㊂在本实验工况下,125℃时Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 和Fe 0.80Ce 0.05Zr 0.15O z 的NO 转化率分别为73.5%和64.4%,比150℃时Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂NO 转化率高24和15个百分点㊂与Ti 和Zr 相比,W 和Mo 降低了铁铈催化剂的低温活性,将其t 50向高温方向偏移,Fe 0.80Ce 0.05W 0.15O z 催化剂的t 50大约为170℃,比Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂高了近50℃㊂锆对铁铈催化剂的高温脱硝性能无影响,而钛㊁钨和钼能够优化铁铈催化剂的高温脱硝性能;与Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂相比,Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂的完全转化温度t 90(NO 转化率达90%时的温度)向低温方向偏移了近20℃㊂在Ti ㊁Zr ㊁W 和Mo 四种过渡金属中,Ti 对铁铈催化剂脱硝性能的优化最好;在100~400℃,Ti 整体提高了铁铈催化剂的脱硝性能,添加0.15物质量的比Ti 制备得到的Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂表现出良好的SCR 脱硝性能,其完全转化温度窗口最宽,在150~400℃取得了高于90%的NO 转化率,比Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂的完全转化温度窗口宽了近70℃㊂反应温度较低时,催化剂表面的活性点越多,其SCR 脱硝性能越好㊂TiO 2具有较高的比表面积和良好的NH 3吸附性能,常被用作载体制备负载型SCR 脱硝催化剂[8~10]㊂通过添加钛优化铁铈催化剂的比表面积,增加其孔容,提高催化剂表面的活性点,有助于提高铁铈催化剂的低温SCR 脱硝性能㊂酸位是影响催化剂SCR 脱硝性能的一个重要因素[6,11],固体酸WO 3和MoO 3常被用来优化SCR 脱硝催化剂的酸位㊂添363第3期熊志波等:铁铈复合氧化物催化剂SCR 脱硝的改性研究加钨和钼能够提高铁铈催化剂的高温SCR 脱硝性能,这可能为钨和钼增加了铁铈催化剂的中强酸酸量,从而提高了其高温脱硝性能,但它们降低了铁铈催化剂的低温脱硝性能㊂综上所述,铁铈钛催化剂SCR 脱硝性能最优,添加0.15物质的量比钛得到的Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂具有良好的低温SCR 脱硝性能和宽的完全转化温度窗口,在150~400℃,其NO 转化率高于90%㊂2.2　钛含量对铁铈催化剂SCR 脱硝性能的影响2.2.1　钛含量的影响通过改变铁铈钛催化剂中钛的量(x =0㊁0.10㊁0.15㊁0.20㊁0.30和0.40)考察了钛含量对铁铈钛催化剂SCR 脱硝性能的影响,结果见图3㊂由图3可以看出,随着钛物质的量比(x )由0逐渐增加至0.40,Fe 0.95⁃x Ce 0.05Ti x O z 催化剂的低温(100~200℃)SCR 脱硝性能先增大后减小;而其高温(200~400℃)脱硝性能随着x 的增加先增大,后脱硝效率稳定在100%㊂与Fe 0.95⁃x Ce 0.05Ti x O z (x =0㊁0.20㊁0.30和0.40)催化剂相比,Fe 0.85Ce 0.05Ti 0.10O z 和Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂的完全转化温度窗口较宽,为150~400℃,但Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂的低温SCR 脱硝性能优于Fe 0.85Ce 0.05Ti 0.10O z 催化剂㊂因此,钛的最佳添加物质的量比为0.15㊂图3　钛添加量对铁铈催化剂SCR 脱硝的影响Figure 3　Effect of the amount of titanium on the NH 3⁃SCRactivity of iron⁃cerium mixed oxide catalyst reaction conditions :6mL of catalyst ,[NO ]=[NH 3]=0.1%,[O 2]=3.0%and 3000mL /min of total flow rate ,GHSV =30000/h2.2.2　铁铈钛催化剂的XRD 谱图图4为Fe 0.95⁃x Ce 0.05Ti x O z (x =0㊁0.10㊁0.15㊁0.20㊁0.30和0.40)催化剂的XRD 谱图㊂Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂存在晶格衍射峰,通过与JCPDS 中#33⁃0664标准卡对比发现,这些晶格衍射峰为α⁃Fe 2O 3的晶格衍射峰;添加0.10物质的量比钛后,催化剂中α⁃Fe 2O 3的晶格衍射峰强度减弱;当增大x 至0.15时,其晶格衍射峰完全消失,这表明添加钛提高了铁在催化剂表面的分散性;进一步增大钛添加量时,铁铈钛催化剂中未见铁氧化物㊁铈氧化物和钛氧化物活性组分的晶格衍射峰㊂由此可见,当x >0.10时,铁铈钛催化剂中铁㊁铈和钛组分都以不定形态存在,它们之间形成了良好的固溶体,从而促进了其SCR 脱硝性能[12,13]㊂2.2.3　铁铈钛催化剂的N 2吸附测试为了更好揭示钛改性对铁铈催化剂SCR 脱硝性能的促进原因,测试了图4中铁铈钛系列催化剂的N 2等温吸附脱附曲线,探讨钛改性对铁铈催化剂比表面积和孔径分布等微观结构特性的作用机制,结果见图5㊂由图5(a )可知,铁铈钛催化剂N 2吸附脱附曲线都为Ⅳ类型,存在H 2滞后环㊂由此可见,铁铈钛催化剂含有大量的中孔,且其孔为 墨水瓶”形状结构㊂与Fe 0.95Ce 0.05O z 相比,Fe 0.85Ce 0.05Ti 0.10O z 和Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂的滞后环闭合点处p /p 0向左偏移,表明添加钛提高了铁铈催化剂的微孔含量;但当x 进一步由0.15增至0.40时,铁铈钛催化剂的滞后环闭合点处p /p 0却逐渐向右偏移,可见,进一步增加x 反而使催化剂的微孔含量降低㊂通过BET 方程计算得到铁铈钛催化剂的比表面积,依据BJH 模型分析确定其比孔容和孔径,结果见表1㊂钛改性优化了铁铈催化剂的孔隙结构,增大其比表面积和比孔容,细化其孔径㊂Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂的比表面积为107.05m 2/g ;添加0.10物质的量比钛得到的Fe 0.85Ce 0.05Ti 0.10O z 催化剂的比表面积迅速增至174.34m 2/g ,当钛物质的量比增至0.15,所得Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 比表面积增至218.56m 2/g ,为Fe 0.95Ce 0.05O z 催化剂比表面积的2倍;但当x 由0.15进一步增至0.40时,虽然铁铈钛催化剂的比孔容继续增大,但其比表面积增加不明显;且其孔径反而增加㊂由图3可知,Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂具有最佳低温SCR 脱硝活性,而其比表面积和比孔容分别为218.56m 2/g 和0.358cm 3/g ,低于Fe 0.55Ce 0.05Ti 0.40O z 催化剂的260.34m 2/g 和0.456cm 3/g ㊂因此,比表面积和比孔容并不是影响铁铈钛催化剂SCR 脱硝性能的唯一因素㊂463　燃　料　化　学　学　报第41卷图4　钛改性铁铈催化剂的XRD 谱图Figure 4　Powder XRD patterns of iron⁃cerium mixed oxide catalysts modified by titanium calcined at 400℃for 5h a ㊁b ㊁c ㊁d ㊁e and f being with respect to the XRD patternsof Fe 0.95⁃x Ce 0.05Ti x O z catalysts withx =0㊁0.10㊁0.15㊁0.20㊁0.30and 0.40,respectively*:Fe 2O 3 图5(b )为Fe 0.95⁃x Ce 0.05Ti x O z (x =0㊁0.1㊁0.15㊁0.20㊁0.30和0.40)催化剂的孔径分布㊂由图5(b )可知,钛改性能够将铁铈催化剂孔径向右边偏移,细化其孔径;当添加0.15物质的量比钛时,铁铈钛催化剂具有良好的微孔㊁中孔和大孔分布;当继续增加钛时,催化剂中孔含量逐渐增大,但其微孔含量逐渐减少㊂可见,进一步增加钛会促使铁铈钛催化剂的微孔坍塌,使其孔分布逐渐变窄㊂而良好的孔径分布有利于提高催化剂的SCR 脱硝性能[14],因此,合适比例的微孔㊁中孔和大孔分布对铁铈钛催化剂高SCR 脱硝活性至关重要㊂2.2.4　铁铈钛催化剂SCR 脱硝速率与NO 转化率相比,催化剂NO 转化速率更能评价某种催化剂脱硝性能的优劣㊂图6为150℃时Fe 0.95⁃x Ce 0.05Ti x O z (x =0㊁0.1㊁0.15㊁0.20㊁0.30和0.40)系列催化剂的NO 转化速率㊂表1　铁铈钛催化剂的N 2吸附测试Table 1　N 2adsorption⁃desorption of iron⁃cerium⁃titanium mixed oxide catalystsSample A a BET /(m 2㊃g -1)Pore volume b v /(cm 3㊃g -1)Pore diameter c d /nmFe 0.95Ce 0.05O z107.050.2857.8Fe 0.85Ce 0.05Ti 0.10O z 174.340.3015.3Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 218.560.3584.7Fe 0.75Ce 0.05Ti 0.20O z 218.040.3955.7Fe 0.65Ce 0.05Ti 0.30O z252.830.4515.2Fe 0.55Ce 0.05Ti 0.40O z260.340.4565.6aBET surface area ;b BJH desorption pore volume ;c BJH deporption porediameter图5　铁铈钛催化剂N 2吸附测试Figure 5　N 2adsorption⁃desorption of iron⁃cerium⁃titanium mixed oxide catalysts(a ):N 2adsorption⁃desorption isotherms ;(b ):pore size distributionsa :Fe 0.55Ce 0.05Ti 0.40O z ;b :Fe 0.65Ce 0.05Ti 0.30O z ;c :Fe 0.75Ce 0.05Ti 0.20O z ;d :Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z ;e :Fe 0.85Ce 0.05Ti 0.10O z ;f :Fe 0.95Ce 0.05O z 由图6可知,150℃时,随着钛的增加,铁铈钛催化剂的NO 转化速率先增加后降低,和图3中钛含量对催化剂NO 转化率的影响规律相一致㊂由表1可知,钛改性迅速增大了铁铈催化剂的比表面积,将150℃时Fe 0.95⁃x Ce 0.05Ti x O z 催化剂的NO 转化速率对相应催化剂比表面积进行归一化处理,可得563第3期熊志波等:铁铈复合氧化物催化剂SCR 脱硝的改性研究150℃时铁铈钛催化剂每平方米比表面积的NO 转化速率,定义为A BET ,结果见图6㊂图6　钛含量对铁铈催化剂NO 转化速率的影响Figure 6　Effect of the amount of titanium on the rates of NO conversion over iron⁃cerium mixed oxide catalyst 随着钛的增加,铁铈钛催化剂A BET 是逐渐减少的㊂可见,钛改性虽然增大铁铈催化剂的比表面积,提高铁㊁铈活性组分在催化剂内的分散性,但是却逐渐降低了其每平方米比表面积上铁㊁铈活性组分的浓度,使催化剂每平方米表面NH 3⁃SCR 反应活性点减少,从而降低了铁铈催化剂的A BET ㊂为了探讨添加钛对铁铈催化剂表面铁和铈元素浓度及氧浓度的影响规律,对Fe 0.95Ce 0.05O z 和Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z 两种催化剂进行了XPS 测试,结果见表2㊂由表2可知,添加0.15物质的量比的Ti 会明显降低催化剂表面Fe 和Ce 元素浓度;同时,提高了催化剂表面(O t )浓度,尤其是吸附氧(O α)浓度㊂可见,添加钛会影响铁铈催化剂表面铁㊁铈元素浓度分布,但钛对铁㊁铈元素浓度和价态在催化剂表面迁移的作用机制并不明确㊂表2　铁铈钛催化剂表面元素浓度的XPS 测试Table 2　Atomic concentration on the surface of iron⁃cerium⁃titanium mixed oxide catalysts determined by XPSSample Content w /%FeCeTi O t /%O t /%O α/%O β/%Fe 0.95Ce 0.05O z20.55.6-73.910.463.5Fe 0.80Ce 0.05Ti 0.15O z14.02.17.176.824.852.03　结　论Ti ㊁Zr ㊁W 和Mo 能够改性铁铈催化剂SCR 脱硝性能㊂W 和Mo 的添加对铁铈催化剂高温脱硝性能具有促进作用;Zr 改性效果不明显;与Zr ㊁W 和Mo 相比,Ti 改性优化了铁铈催化剂的低温SCR 脱硝性能,拓宽了其完全转化温度窗口,为最佳改性物㊂添加少量钛可优化铁铈催化剂SCR 脱硝性能,拓宽其完全转化温度窗口,其最佳添加物质的量比为0.15㊂钛优化了铁铈催化剂的孔隙结构,增大其比表面积和比孔容,细化其孔径;促使催化剂中铁㊁铈氧化物以不定形态存在,并与铁㊁铈氧化物形成良好的固溶体,从而提高了铁铈催化剂的SCR 脱硝性能㊂在本实验工况下,Fe 0.8Ce 0.05Ti 0.15O z 催化剂在150~400℃取得了高于90%的NO 转化率㊂钛添加虽然提高了铁铈催化剂的比表面积和比孔容,但降低了其每平方米表面积上NO 转化速率,钛改性对铁铈催化剂SCR 脱硝的优化作用是上述两方面的综合作用结果㊂参考文献[1]　沈伯雄,熊丽仙,刘亭,王静,田晓娟.纳米负载型V 2O 5⁃WO 3/TiO 2催化剂碱中毒及再生研究[J ].燃料化学学报,2010,38(1):85⁃90.(SHEN Bo⁃xiong ,XIONG Li⁃xian ,LIU Ting ,WANG Jing ,TIAN Xiao⁃juan.Alkali deactivation and regeneration of nano V 2O 5⁃WO 3/TiO 2catalysts [J ].Journal of Fuel Chemistry and Technology ,2010,38(1):85⁃90.)[2]　沈伯雄,马娟.SiO 2改性的V 2O 5⁃WO 3/TiO 2催化剂抗碱中毒性能研究[J ].燃料化学学报,2012,40(2):247⁃251.(SHEN Bo⁃xiong ,MA Juan.Alkali⁃resistant performance of V 2O 5⁃WO 3/TiO 2catalyst modified by SiO 2[J ].Journal of Fuel Chemistry and Technology ,2012,40(2):247⁃251.)[3]　LONG R Q ,YANG R T.The promoting role of rare earth oxides on Fe⁃exchanged TiO 2⁃pillared clay for selective catalytic reduction of nitric oxide by ammonia [J ].Appl Catal.B ,2000,27(2):87⁃95.[4]　LIU F ,HE H ,YUN D ,ZHANG C.Effect of manganese substitution on the structure and activity of iron titanate catalyst for the selective catalytic reduction of NO with NH 3[J ].Appl Catal B ,2009,93(1/2):194⁃204.[5]　VERDIER S ,ROHART E ,BRADSHAW H ,HARRIS D ,BICHON P H ,DELAHAY G.Aicidic zirconia material for durable NH 3⁃SCR deNO x catalysts [J ].SAE Technical Paper ,2008⁃01⁃1022.[6]　徐海迪,邱春天,张秋林,林涛,龚茂初,陈耀强.WO 3对MnO x ⁃CeO 2/ZrO 2⁃TiO 2整体式催化剂NH 3选择性催化还原NO x 性能的影响[J ].物理化学学报,2010,26(9):2449⁃2454.663　燃　料　化　学　学　报第41卷(XU Hai⁃di ,QIU Chun⁃tian ,GONG Mao⁃chu ,ZHANG Qiu⁃lin ,LIN Tao ,CHEN Yao⁃qiang.Influence of tungsten oxide on selective catalytic reduction of NO x with NH 3over MnO x ⁃CeO 2/ZrO 2⁃TiO 2monolith catalyst [J ].Acta Phys⁃Chim Sin ,2010,26(9):2449⁃2454.)[7]　ZHANG R ,TEOH W Y ,AMAL R ,CHEN B ,KALIAGUINE S.Catalytic reduction of NO by CO over Cu /Ce x Zr 1⁃x O 2prepared by flamesynthesis [J ].J.Catal ,2010,272(2):210⁃219.[8]　SHI A ,WANG X ,YU T ,SHEN M.The effect of zirconia additive on the activity and structure stability of V 2O 5/WO 3⁃TiO 2ammonia SCRcatalysts [J ].Appl Catal B ,2011,106(3/4):359⁃369.[9]　朱崇兵,金保升,李峰,仲兆平,翟俊霞,陈玲霞.蜂窝状V 2O 5⁃WO 3/TiO 2催化剂脱硝性能研究[J ].中国电机工程学报,2007,27(29):45⁃50.(ZHU Chong⁃bing ,JIN Bao⁃sheng ,LI Feng ,ZHONG Zhao⁃ping ,CHEN Jun⁃xia ,CHEN Ling⁃xia.Study on De⁃NO x performance of honeycomb V 2O 5⁃WO 3/TiO 2catalysts [J ].Proceedings of the CSEE ,2007,27(29):45⁃50.)[10]　KOMPIO P G W A ,BRÜCKNER A ,HIPLER F ,AUER G ,LÖFFLER E.A new view on the relations between tungsten and vanadium inV 2O 5⁃WO 3/TiO 2catalysts for the selective reduction of NO with NH 3[J ].J.Catal ,2012,286:237⁃247.[11]　CHEN L ,LI J ,GE M ,MA L ,CHANG H.Mechanism of selective catalytic reduction of NO x with NH 3over CeO 2⁃WO 3catalysts [J ].ChinJ.Catal ,2011,32(5):836⁃841.[12]　GAO X ,JIANG Y ,ZHONG Y ,LUO Z ,CEN K.The activity and characterization of CeO 2⁃TiO 2catalysts prepared by the sol⁃gel method forselective catalytic reduction of NO with NH 3[J ].J Hazard Mater ,2010,174(1/3):734⁃739.[13]　LIU F ,HE H ,ZHANG C ,FENG Z ,ZHENG L ,XIE Y ,HU T.Selective catalytic reduction of NO with NH 3over iron titanate catalyst :Catalytic performance and characterization [J ].Appl Catal B ,2010,96(3/4):408⁃420.[14]　LIU F ,HE H.Structure⁃activity relationship of iron titanate catalysts in the selective catalytic reduction of NO x with NH 3[J ].J Phys ChemC ,2010,114(40):16929⁃16936.如何写好中英文摘要1.文摘应包含正文的要点㊂一般来说,文摘应包含研究对象(目的),研究方法(所用的设备㊁材料),结果与结论㊂2.文摘要尽量简短,尽可能删掉课题研究的背景信息㊂3.文摘中出现的数据应该是最重要㊁最关键的数据㊂4.不需要自己标榜自己的研究成果㊂5.二次文献信息应脱离原文而独立存在,因此文摘中不能出现图表参数㊂6.文摘中的内容应在正文中出现,文摘不能对原文进行补充和修改㊂7.文摘中的缩写名称在第一次出现时要有全称㊂8.文摘句子应尽量简短㊂摘自 2004年中国地区美国工程信息公司数据库工作会议资料”763第3期熊志波等:铁铈复合氧化物催化剂SCR 脱硝的改性研究。