Page 120 - 精细化工2019年第9期

·1848· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

现 NO 脱附峰，前者为催化剂表面物理吸附的 NO 原峰 [3,29] ，210~245 ℃处的还原峰归属于大颗粒
物种，后者为化学吸附的 NO 物种。化学吸附的 NO CuO 还原为单质 Cu [29-30] ，335~420 ℃处的还原峰归
物种是热稳定性较高的双齿硝酸盐分解所致 [27-28] 。 属于 Cu 2 O 还原为单质 Cu [29] 。由图 5 可知，155~
198 ℃处还原峰面积大，表明催化剂中 Cu 物种高度
分散在催化剂中，与 XRD 表征结果一致；335~420 ℃
处还原峰表明催化剂中存在 Cu 2 O 物种，与 XPS 表
征结果一致。
2.5 催化剂的活性评价
Cu(x)/TiO 2 催化剂的活性评价结果如图 6 所示。

图 4 Cu(x)/TiO 2 催化剂的 NO-TPD 谱图
Fig. 4 NO-TPD profiles of the Cu(x)/TiO 2 catalysts

由图 4 看到，低温处（60~200 ℃）NO 脱附峰
面积远大于高温处（295~380 ℃）脱附峰面积。随
着铜负载量的增加，低温处 NO 脱附峰面积先增加

再减小，Cu 负载量为 6%时，即 Cu(6)/TiO 2 催化剂
图 6 Cu(x)/TiO 2 催化剂的活性评价结果
的低温 NO 脱附峰面积较大，表明其对 NO 吸附能
Fig. 6 Evaluation of the Cu(x)/TiO 2 catalysts
力较强且可以在较低温度下脱附，有利于 NO 在较
低温度下吸附、活化和催化剂活性位的更新。同时 从图 6 中可以看出，随着反应温度的升高，NO
也看到，Cu(6)/TiO 2 高温处（295~380 ℃）NO 脱附 转化率增加，并在一定温度窗口范围内达到完全转
峰面积较大，说明该催化剂上化学吸附 NO 物种较 化，当超出温度窗口范围时，NO 转化率随着反应
多，从 NH 3 -SCR 脱硝反应角度看，有利于 NO 的活 温度的升高逐渐下降。引起这种现象的原因为：反
化与反应，从催化剂活性位更新角度看，这部分 NO 应温度升到一定温度后，一方面，NH 3 被氧化，导
较难脱附，不利于催化剂活性位的更新。 致还原剂数量减少；另一方面，NH 3 被氧化后释放
2.4 H 2 -TPR 分析 出 NO，导致 NO 转化率下降 [23] 。由图 6 还看到，
Cu(x)/TiO 2 催化剂的 H 2 -TPR 谱图如图 5 所示。 活性组分铜的负载量影响催化剂的脱硝活性。随着
Cu 负载量增加，NO 反应温度呈先下降后增加的趋

势，活性窗口温度变窄。铜负载量为 6%的 Cu(6)/TiO 2
催化剂低温活性好，反应温度低，T 85 和 T 95 分别为
195 和 218 ℃，较 Cu(1)/TiO 2 催化剂分别降低 31 和
28 ℃；但 Cu(6)/TiO 2 催化剂 NO 转化率大于 95%的
活性窗口温度变窄，为 218~270 ℃，宽度为 52 ℃，
较 Cu(1)/TiO 2 催化剂降低 68 ℃，活性窗口温度变
窄的原因可能是催化剂催化氧化氨的能力增强。铜
负载量由 6%增加到 7%时，催化剂活性没有明显变
化。由活性评价结果得出，Cu(6)/TiO 2 催化剂具有

图 5 Cu(x)/TiO 2 催化剂的 H 2 -TPR 谱图 较好的 NH 3 -SCR 低温脱硝活性。
Fig. 5 H 2 -TPR profiles of the Cu(x)/TiO 2 catalysts 结合 XPS、NO-TPD 和 H 2 -TPR 表征结果，催

由图 5 可知，Cu(1)/TiO 2 催化剂 H 2 -TPR 谱图上 化剂对 NO 的吸附-脱附能力和表面活性氧数量是影
未出现明显的 Cu 物种还原峰，主要原因是活性组 响催化剂催化活性的关键因素。
分 Cu 负载量较少。除 Cu(1)/TiO 2 催化剂外，其余催 3 结论
化剂的 H 2 -TPR 曲线均出现 3 个还原峰，155~198 ℃
处的还原峰归属于催化剂表面高度分散的铜物种还 采用浸渍法制备 Cu(x)/TiO 2 催化剂，应用于 NH 3