Page 82 - 《精细化工》2022年第5期

·936· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

质量分数为 9.89%。

图 2 烟煤热解所得 AC@CNTs 的 TG-DTG 曲线
Fig. 2 TG-DTG curves of AC@CNTs obtained from
bituminous coal pyrolysis

2.3 BET 分析
表 2 显示了催化剂的结构性质。可见，AC@CNTs
2
载体具有较大的比表面积，为 209 m /g，孔容为
3
0.22 cm /g，有利于金属氧化物颗粒的分散。此外，
较大的比表面积为活性物质在催化剂表面提供了丰

图 1 AC@CNTs 和负载不同活性组分及比例的催化剂的 富的反应单元。当 Mn 和 Ce 物种引入 AC@CNTs
NO 转化率（a）；Mn-CeO x (1∶7)/AC@CNTs 和 时，Mn-CeO x (1∶7)/AC@CNTs 的比表面积和总孔容
Fe-Mn-CeO x (1∶7)/AC@CNTs 的 CB 转化率和 N 2 均降低。值得注意的是，掺杂 Fe 物种后，Fe-Mn-
选择性（b）；在 CB 存在时，不同载体类型和 CeO x (1∶7)/AC@CNTs 催化剂的比表面积在一定程
V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 催化剂的 NO 转化率（c）；不同载
度上增加。这一结果表明，掺杂 Fe 物种可以减少
体类型和 V 2 O 5 -WO 3 /TiO 2 催化剂的 CB 转化率（d）
Fig. 1 NO conversion of AC@CNTs and catalysts loaded Mn-CeO x 金属氧化物对 AC@CNTs 载体孔隙结构的
with different active components and ratios (a); CB 影响。
conversion and N 2 selectivity of Mn-CeO x (1∶7)/
AC@CNTs and Fe-Mn-CeO x (1∶7)/AC@CNTs (b); 表 2 不同样品的比表面积，孔容和平均孔径
NO conversion of different supports and V 2 O 5 - Table 2 Specific surface area, pore volume and average
WO 3 /TiO 2 catalyst in the presence of CB (c); CB pore size of different samples
conversion of different supports and V 2 O 5 -WO 3 / 比表面积/ 孔容/ 平均孔径/
TiO 2 catalyst (d) (m /g) (cm /g) nm
3
2

表 1 有无 CB 存在下，Fe-Mn-CeO x (1∶7)/AC@CNTs 催 AC@CNTs 209 0.22 3.83
Mn-CeO x(1∶7)/AC@CNTs 180 0.20 3.97
化剂催化下的 NO 转化率（%）
Fe-Mn-CeO x(1∶7)/AC@CNTs 235 0.19 3.75
Table 1 NO conversion of Fe-Mn-CeO x (1∶7)/AC@CNTs

catalyst with and without the presence of CB(%)
2.4 SEM 分析
150 ℃ 200 ℃ 250 ℃ 300 ℃
图 3 为载体和催化剂的 SEM 形貌图。从图 3a
无 CB 52 87 96 97
和 b 可以看出，AC@CNTs 载体呈现出明显的碳纳
有 CB 36 70 91 95
米管结构，其中碳纳米管长几十微米，且直径较为

2.2 TG-DTG 表征分析 均匀。与 AC@CNTs 载体相比，Mn-CeO x (1∶7)/
烟煤热解所得 AC@CNTs 样品的 TG-DTG 曲线 AC@CNTs 催化剂（图 2c、d）表面发生明显变化，
见图 2。由图 2 可知，AC@CNTs 在 250~650 ℃范 出现明显烧结，而且碳纳米管发生断裂缠绕，导致
围内出现两个失重峰。其中，较大的失重峰失重温 催化剂比表面积减小。从图 2e 可以看出，掺杂 Fe
度区间为 360~500 ℃，最大失重速率在 394~479 ℃ 物种后，对催化剂表面破坏明显减小，并出现明显
范围，对应 AC@CNTs 载体中活性炭氧化失重过程。 的孔道，有利于气体吸附。此外，碳纳米管并没有
副失重峰失重在 480~700 ℃范围，最大失重速率在 发生明显断裂（图 2f）。根据 SEM 结果可知，
600 ℃附近。副失重峰表示碳纳米管的氧化失重过 Fe-Mn-CeO x (1∶7)/AC@CNTs 催化剂表现出较高的
程 [17] 。由图 2 可知，AC@CNTs 载体中的碳纳米管 表面缺陷，这促进了气体在催化剂上的扩散。