近年來的研究結(jié)果表明,低溫SCR脫硝催化劑的耐H2O和抗SO2中毒能力是影響其壽命的重要因素,而目前所制得的SCR脫硝催化劑的抗H2O和抗SO2中毒能力仍有待提高。

Kangm等[11]以Mn(NO3)2˙xH2O為MnOx的前驅(qū)物,考察了碳酸銨、碳酸鉀、碳酸鈉、氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀作為沉淀劑制備的MnOx脫硝催化劑SCR活性,結(jié)果表明,作為沉淀劑,碳酸鹽優(yōu)于堿、鈉鹽優(yōu)于鉀鹽和銨鹽;以碳酸鈉為沉淀劑制備的MnOx脫硝催化劑,由于其具有較高的比表面積、無定型的晶態(tài)結(jié)構(gòu),在低溫(100~200℃)條件下表現(xiàn)出較高的催化脫硝活性(脫硝效率達90%以上)。

單組分的MnOx脫硝催化劑雖然具有催化效率高、反應(yīng)溫度低的優(yōu)點,但是單組分脫硝催化劑在制備過程中存在一定的燒結(jié)現(xiàn)象,影響脫硝催化劑的分散性和比表面積;另外該脫硝催化劑在低溫條件下具有較差的N2選擇性,且抗H2O性能和抗SO2中毒的性能不強,容易在煙氣環(huán)境中失活。元素摻雜是解決上述問題的有效途徑之一。元素摻雜是將其他金屬元素摻雜到單組分MnOx脫硝催化劑中,制備成復(fù)合Mn系脫硝催化劑。該方法一方面可有效減少脫硝催化劑制備過程中活性金屬的燒結(jié)現(xiàn)象,提高脫硝催化劑活性金屬的分散性和比表面積;另一方面,加入的金屬原子可與錳氧化物之間形成固溶體或新的晶相[12-13],產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),有利于改善脫硝催化劑活性。用于制備MnOx脫硝催化劑元素摻雜的代表性元素有Ce、Fe、Cu、Zr、W等。Yang等[14]采用共沉淀法制得了一種Fe-Mn復(fù)合脫硝催化劑,具有良好的低溫催化活性和N2選擇性。Qi等[15]采用共沉淀法制備了Mn-Ce復(fù)合脫硝催化劑,該脫硝催化劑低于150℃時,NO轉(zhuǎn)化率為可達95%,同時還可有效提高了脫硝催化劑的抗硫性。Kang等[16]制備了非負載型Cu-Mn復(fù)合脫硝催化劑,在50~200℃可達近100%的NO轉(zhuǎn)化率。Long等[17]制備了Mn-Fe、Mn-Zr和Mn-Fe-Zr三種氧化物脫硝催化劑,在100~180℃分別評價了3種脫硝催化劑的低溫催化性能,在15000h-1的空速下,NO去除率均可達到近100%。另外,Peng等[18]采用共沉淀法制備了Mn-Ce-W脫硝催化劑,Miguel等[19]制備了Mn1-xMxCr2O4(M=Mg,Ca;x=0~0.1)尖晶礦脫硝催化劑等。這些復(fù)合型Mn系脫硝催化劑都表現(xiàn)出較高的SCR反應(yīng)催化活性和N2選擇性。