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·1112·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 根据中国环境脱硫脱硝委员会发布的 2017 年                       衡气 N 2）；SO 2 体积分数 1.01%（平衡气 N 2 ）；CO 体
            SO 2 和氮氧化物（NO x ）检测结果，中国大气污染物                      积分数 1.01%（平衡气 N 2 ）；O 2 体积分数 99.999%。
            SO 2 、NO x 、粉尘等的排放量远超环境容量，空气质                          TJ-5-12 型旋转焙烧炉，天津市电炉总厂；
            量达标至少需减少排放量 50%，SO 2 和 NO x 极大危                    ZK-1BS 型电热真空干燥箱，天津市中环实验电炉有
            害了人类健康和自然环境，提高 SO 2 和 NO x 的检测                     限公司；HH-601 型超级恒温水浴锅，江苏省金坛市
                                        [1]
            力度和降低其排放量迫在眉睫 。当今脱硫脱硝的                             荣华仪器制造有限公司；E8500 型烟气分析仪，英
                                             [3]
                 [2]
            技术 主要有：高能电子活化氧化法 、CuO 吸附                           国 CITY 公司 ； Chemisorb-2750 型 化学吸 附仪
              [4]
                                   [5]
            法 、Fe 离子液相络合法 、氧化吸收法                 [6-7] 、气固     （H 2 -TPR）、ASAP-2020 型物理吸附仪（BET），美
                                                    [8]
                         [8]
            相催化还原法 等。采用气固相催化还原法 ，以                             国 Micromeritics 公司；XRD-700 型 X 射线衍射仪
            CO 为还原剂，将 SO 2 和 NO 分别还原成能回收利用                     （XRD），日本岛津公司。
            的单质 S 和直接排放的 N 2 ，具有步骤少、低能耗、                       1.2    催化剂制备
            低污染等优点；利用烟气自带的 CO 脱硫脱硝，可                               采用等体积浸渍法          [8,12]  制备催化剂。先筛分
                                 [9]
            以达到以废治废的目的 。                                       20~40 目活性炭（以下用 AC 表示）颗粒，用配制
                 CO 催化还原脱硫脱硝反应中常用两类催化剂。                        的质量分数为 10%的 HNO 3 浸渍 AC，预处理 12 h，
            一类催化剂为特殊结构的催化剂，如固溶体催化剂、                            然后洗涤至 pH=7 后风干装袋备用；用一定量去离
            尖晶石催化剂、无负载型的复合氧化物催化剂等。                             子水溶解计算的硝酸盐前驱体，充分搅拌溶解后滴
            彭亚光    [10] 以 Ce x Ti (1x) O 2 为催化剂，在最优条件下        加到活性炭载体上，在 40 ℃恒温水浴锅浸渍 10  h
            500 ℃时的 NO 和 SO 2 的转化率分别为 96%和 91%                 后于 110 ℃干燥箱中干燥过夜，最后于管式炉中在
            以上。另一类是常规负载型催化剂，以 ZSM-5、AC                         氮气保护氛围下 500 ℃焙烧 4 h 制得催化剂样品。
            （活性炭）、Al 2 O 3 为载体的催化剂居多。李鹏               [11] 等   其中，催化剂 10Fe6Co3Y/AC-X 中的数字代表相应
            考察不 同 负载量的 Cu/γ-Al 2 O 3 催 化 剂，其 中                 金属氧化物的质量分别占催化剂载体质量的百分数
            10Cu/γ-Al 2 O 3 在 760 ℃时 NO 和 SO 2 达到最高的转          （下同）。将 AC 用质量分数为 10%的 HNO 3 预处理，
            化率分别为 97.90%和 93.34%。王婷           [12] 等通过等体       硝酸与 AC 的质量比称为酸炭比（X），将用酸炭比
            积浸渍法制备不同负载量的 Y/AC 催化剂，经预硫                          为 X 的 HNO 3 处理过的 AC 记为 AC-X（X=1.0、1.5、
            化的催化剂的活性能显著提高，6Y/AC 的活性最好，                         2.0、2.5、3.0），未经过 HNO 3 预处理的 AC 记为 AC。
            其 NO 和 SO 2 分别在 368 和 362 ℃时转化率达到                  负载 10Fe2Y 后制备的催化剂记为 10Fe2Y/AC-X。
            90%。其中，AC 因具有大的比表面积及自身还原性，                         1.3    催化剂表征
            表现出优异的催化性能。                                            程序升温还原（H 2 -TPR）：用脉冲化学吸附仪
                 目前，催化还原法脱硫脱硝研究的热点是降低                          分析催化剂的还原性。催化剂 40~60 目，加量为
            催化剂的还原温度、提高催化剂活性，同时在复杂                             0.05~0.1 g。在 N 2 下升温至 300 ℃处理 30 min，降至
            的工业尾气成分条件下，催化剂能在中低温环境中                             室温后在体积分数 10% H 2 下升温至 800 ℃。
            发挥更好的催化活性。此前的研究中催化剂的反应                                 X 射线衍射（XRD）：用 X 射线衍射仪分析催化
            温度相对较高，但对于氧气存在下的反应机理鲜有研                            剂的晶相结构。所需催化剂为粉末状。Cu 靶 K ɑ 射线，
            究。本文以活性炭为载体，探究了载体预处理中硝酸                            测试电流、电压分别为 30  mA、40  kV，扫描范围为
            含量、FeCoY/AC 活性组分负载量对催化剂活性的影                        15°~75°，以 4 (°)/min 的速率进行扫描，扫描步长 0.02。
            响，制备了一种低温高效的催化剂，并对催化剂抗
                                                                   比表面积（BET）分析：用低温物理吸附仪表
            氧化过程中的反应机理进行初步探讨，为以后研究
                                                               征催化剂样品的比表面积。催化剂 40~60 目，加量
            者提高催化剂的抗氧化性能研究提供理论依据。
                                                               约 0.13 g。在 300 ℃下预处理 3 h 除水除杂质，降至
                                                               室温后液氮吸附 2.5 h 来测定比表面积。
            1   实验部分
                                                               1.4    催化活性评价
            1.1    原料及仪器                                           采用常压微型固定床反应器（见图 1）进行催
                 果壳活性炭，AR，天津风船化学试剂科技有限                         化剂活性评价，催化剂装填于长 400 mm、内径 8 mm
            公司；硝酸铁、硝酸钴，AR，天津市光复精细化工                            的石英反应管中部，催化剂为 20~40 目，装填量
                                                                                      1
            研究所；硝酸钇，AR，国药集团化学试剂有限公司；                           2 mL，反应空速为 6000  h ；活性评价前催化剂均
            浓 HNO 3 ，AR，质量分数 65~68%，北京化工厂。                     先在体积分数 0.25%CO+体积分数 0.1%SO 2 氛围中
                 实验所用主要气体均产自北京华通精科气体有限                         于 550 ℃下预硫化 1 h（下同）。在 150~500 ℃内，
            公司。N 2 体积分数 99.9%；NO 体积分数 1.02%（平                  测量过程中每隔一定时间稳定 25 min，并在此阶段
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