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·1114· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

表 1 不同酸炭比预处理 AC 的 10Fe2Y/AC 催化剂的比表面积
Table 1 Surface area of 10Fe2Y/AC with different ratio of HNO 3 to AC
催化剂

AC 10Fe2Y/AC 10Fe2Y/AC-1.0 10Fe2Y/AC-1.5 10Fe2Y/AC-2.0 10Fe2Y/AC-2.5 10Fe2Y/AC-3.0
比表面积/(m /g) 493 377 375 386 393 405 389
2

的结构，使部分孔道塌陷造成比表面积减小 [13] 。 用 Co 为实验考察的第 3 种活性组分，探究 FeCoY/
2.2 10Fe5M2Y/AC-2.5 催化剂的单因素实验 AC-2.5 催化剂在该实验条件下的最优负载量。
在 10Fe2Y/AC-2.5 中加入第 3 种含量为 5%（占 2.2.1 10Fe5M2Y/AC-2.5 催化剂的 XRD 分析
载体质量的百分数）的活性组分 M（M=Co、Ni、 图 6 为 10Fe5M2Y/AC-2.5 系列催化剂的 XRD
Cr），与 10Fe2Y/AC-2.5 活性对比，考察 M 的加入 谱图。在 24.6和 43.7左右为活性炭的包峰，26.6
对催化剂同时脱硫脱硝活性的影响，其活性评价结 为 C 的衍射峰。加入了活性组分 M 后 C 的衍射峰
果见图 4、5。 变弱，活性组分附着在活性炭载体表面而掩盖了本

应出现的部分特征衍射峰。在 XRD 谱图中分别检测
到了 CrO 的特征衍射峰，价态低于其硝酸盐的价态，
是由于活性炭本身还原性，在焙烧过程中对其进行
初步还原的结果。在 35.7为 Fe 2 O 3 的特征衍射峰，
加入了活性组分 Ni、Co 之后，Fe 2 O 3 的特征衍射峰
变得更宽，而特征衍射峰的尖锐程度却降低了，说
明活性组分 Ni、Co 使 Fe 2 O 3 的分散性更好，这可能
是催化剂活性改善的原因。

图 4 10Fe5M2Y/AC-2.5 催化剂 NO 转化率与温度关系图
Fig. 4 Relationship between NO conversion over
10Fe5M2Y/AC-2.5 catalyst and temperature

a — 10Fe2Y/AC-2.5 ； b — 10Fe5Cr2Y/AC-2.5 ； c — 10Fe5Ni2Y/
AC-2.5；d—10Fe5Co2Y/AC-2.5

图 6 10Fe5M2Y/AC-2.5 系列催化剂的 XRD 谱图
Fig. 6 XRD patterns of the catalysts 10Fe5M2Y/AC-2.5

2.2.2 10Fe5M2Y/AC-2.5 催化剂的还原性分析

图 5 10Fe5M2Y/AC-2.5 催化剂 SO 2 转化率与温度关系图 图 7 为 10Fe5M2Y/AC-2.5 催化剂的 H 2 -TPR 谱
Fig. 5 Relationship between SO 2 conversion over
10Fe5M2Y/AC-2.5 catalyst and temperature 图。因考察的温度范围是 150~700 ℃，所以主要对
第一个还原峰进行分析；在 400℃左右为 Fe 2 O 3 →
由图 4 可见，金属 M 的加入对催化剂的脱硝转 Fe 3 O 4 转变的耗氢峰。从图可知，活性组分 M 的加
化率影响较小，最终的脱硝转化率均能达到 100%； 入使 Fe 2 O 3 的还原峰发生了不同程度的偏移，其中，
但是加入金属 M 能降低脱硝反应的还原温度，其中 加入 Ni、Co 的还原峰向低温方向偏移，加入 Cr 的
加入金属 Cr 的脱硝反应温度最低，其 T 90% 为 210 ℃ 基本保持不变，还原峰温度越低说明催化剂越容易
左右，加入金属 Co 的 T 90% 略高于 Cr，其脱硝反应 发生还原反应 [14] 。而 10Fe5Co2Y/AC-2.5 催化剂的
温度为 221 ℃左右。由图 5 的脱硫活性评价曲线可 还原峰是 Fe 2 O 3 和 CoO 在相近温度的还原峰叠加的
以看出，金属 M 的加入能显著提高催化剂的脱硫转 结果，其还原峰面积远远高于其他催化剂，还原峰
化率，降低脱硫反应的温度。其中，加入金属 Co 面积表示消耗氢气的量，峰面积越大活性物质越多
的反应温度最低，其 T 90%约为 230 ℃，且最终转化率 越有利于还原反应 [15] 。所以，加入活性组分 Co 的
可以达到 100%。加入金属 Ni 的活性次之。所以，选 催化剂的催化活性最好，这与活性评价结果相符。