Page 148 - 《精细化工》2022年第5期

·1002· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

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CeP 0.05 在 250~500 ℃温度区间内，NO 转化率在 90% 由于 K 中毒后 K/CeP 0.05 依然保存大量酸性位点。此
以上，在温度为 225 ℃时，CeP 0.05 的 NO 转化率达 外，生物质燃料燃烧产生的烟气中还含有大量的
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到了 86.1%。这是由于磷酸化的 CeO 2 氧化还原性能 Na 、Ca 和 Mg 等碱金属或碱土金属，因此也测
和表面酸性增强，有利于 NH 3 和 NO 的吸附与活化， 试了 CeP 0.05 对其的耐受性（图 7c）。图 7c 中，毒害
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吸附的 NH 3 物种可以与吸附的硝酸盐物种反应，保 作用大小排序为 K >Mg >Na >Ca ，虽然碱金属和
证了 NH 3 -SCR 反应路径顺利进行。 碱土金属对 CeP 0.05 催化剂的催化活性有不同程度的
影响，但是失活机理相似，均减少了酸性位点数量，
降低了催化剂的还原性 [9,40] 。
在评估 NH 3 -SCR 催化剂的应用可行性时，催化
剂的稳定性和 SO 2 耐受性是两个重要性能指标。因
此，有必要测试 CeP 0.05 催化剂的稳定性和 SO 2 耐受
性，结果见图 8。如图 8 所示，CeP 0.05 在 250 ℃下
运行 24 h，NO 转化率保持不变。图 8 中的插图显
示了 CeP 0.05 催化剂对 SO 2 的抗性结果。CeP 0.05 催化
剂在引入 SO 2 之前，稳定催化了 2 h。在通入体积分
数 0.01% SO 2 后，CeP 0.05 上的 NO 转化率缓慢降低，
8 h 后 NO 转化率稳定在 80%左右。这可能是因为
SO 2 可以与 CeO 2 的活性成分反应生成 Ce 2 (SO 4 ) 3 和
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Ce(SO 4 ) 2 ，阻碍了 Ce /Ce 的转化。同时，NH 3 也与
烟气中的 SO 3 反应生成 NH 4HSO 4 或(NH 4) 2SO 4，它们
会沉积在催化剂表面，导致催化剂失活 [41] 。综上所
述，磷酸化 CeO 2 在固定源的 NO x 减排中表现出应
用的可行性。

图 8 CeP 0.05 催化剂在 250 ℃下的稳定性（插图为 CeP 0.05
催化剂在 300 ℃下的 SO 2 耐受性）

图 7 催化剂的 NH 3 -SCR 活性（a）；CeP 0.05 与 CeO 2 催化 Fig. 8 The stability of CeP 0.05 catalyst at 250 ℃ and
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剂的 K 中毒前后活性对比（b）；CeP 0.05 对 K 、Na 、 tolerance to SO 2 at 300 ℃ (illustration)
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Ca 和 Mg 的耐受性（c）
Fig. 7 NH 3 -SCR activity of catalysts (a); Activity comparison 3 结论
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of CeP 0.05 and CeO 2 catalysts before and after K
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poisoning (b); Tolerance of CeP 0.05 to K , Na , Ca
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and Mg (c) 采用浸渍法制备了磷酸化 CeO 2 ，将其应用于
NH 3 选择性催化还原 NO 反应。CeP 0.05 催化剂表现
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进一步探究了 K 对催化剂的影响（图 1b）。图 出最好的催化活性，在 250~500 ℃区间内，NO 转
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1b 中，掺入钾后，CeO 2 的活性变得很差，这是由于 化率在 90%以上；K 中毒后，CeP 0.05 仍然具有较好
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K 和 Ce 活性位点的结合造成催化剂表面酸位的减 的活性，在 300~400 ℃区间内，NO 转化率大于
少和氧化还原位点的削弱，而且吸附 NO 后会产生 80%。在 SO 2 耐受性实验中，在 300 ℃下，通入体
惰性硝酸盐物种 [39] 。而 K/CeP 0.05 仍然具有较好的活 积分数 0.01% SO 2 运行 8 h 后，CeP 0.05 的 NO 转化率
性，在 300~400 ℃下，NO 转化率大于 80%。这是 稳定在 80%左右。根据 XPS 结果可知，磷酸化可以