錳鐵鈦復合氧化物的技術開發(fā)

目前，研究開發(fā)布置在煙氣經(jīng)除塵脫硫之后，即用于煙氣的尾部布置的低溫SCR脫硝催化劑，是脫硝催化劑領域的研究熱點，因為此種類型的SCR脫硝催化劑，在低溫下具有較高的催化活性和較強的抗SO₂和水汽的毒化性能，使用過程中減少了煙氣的預熱耗能，降低了脫硝成本。

錳基催化劑在以往的研究中顯示出了良好的低溫催化活性。文獻資料表明，錳氧化物作為低溫脫硝催化劑活性組分的理論依據(jù)是：低溫SCR催化反應，自由電子的活化是關鍵。錳是過渡金屬元素，它的最外層電子處于半充滿狀態(tài)，存在多種價態(tài)的氧化物，在較低溫度下其最外層電子很容易遷移到O₂和NH₃中去，從而促使反應進行；錳晶格中含有豐富的O可以氧化NO，這也是錳基催化劑具有良好低溫活性的原因。同時，在物相結構方面，一般認為,較大的比表面積、無定型態(tài)的錳氧化物是其表現(xiàn)出極高低溫活性的重要原因。

  根據(jù)上述理論研究基礎，結合我們在開發(fā)鐵鈰鈦復合氧化物用于脫硝催化劑活性組分的實驗結論，認為TiO₂的抗SO₂中毒能力較強，其表面的硫酸鹽也不夠穩(wěn)定，同時TiO₂也能跟MnO_X、FeO_X等活性組分發(fā)生良好的電子作用;鐵元素的加入,可以使催化劑表面活性的主要成分更加分散，還可以增大催化劑的比表面積，使其孔結構更加豐富，鐵與錳產(chǎn)生協(xié)同作用，進一步提高催化劑的低溫催化性能。

綜合考慮工業(yè)化生產(chǎn)的可行性及副產(chǎn)物的利用價值等因素，我們選用共沉淀法，在實驗室條件下合成出了錳鐵鈦復合物的前驅體，經(jīng)過濾、洗滌后，焙燒處理，得到錳鐵鈦復合氧化物，對其部分物相參數(shù)及SCR脫硝催化性能作出檢測，測試結果分述如下：

1. 錳鐵鈦復合氧化物的XRD圖譜：

顯示出各金屬元素間形成了良好的固溶體，晶型結構均呈無定型態(tài)存在。 

2. 錳鐵鈦復合氧化物的比表面積及孔結構參數(shù)：

3. 錳鐵鈦復合氧化物SCR脫硝催化劑活性檢測：

檢測條件：NO:800ppm，NH₃:850ppm, O₂:5%，H₂O:10%，空速：15000h^-1

注：1#樣品為實驗室合成的錳鐵鈦復合氧化物脫硝催化劑活性曲線圖。

2#樣品為對比樣品。

4. 錳鐵鈦復合氧化物SCR脫硝催化劑抗SO2中毒的性能測試：

檢測條件：溫度200℃，NO：800ppm, NH₃:850ppm, O₂:5%,H₂O:10%, SO₂:100ppm,空速：15000h^-1

從以上錳鐵鈦復合氧化物的物相表征及催化活性性能看,該催化劑在200℃~350℃之間具有良好的SCR脫硝活性,具有一定的抗水汽和抗SO₂中毒的的能力,作為低溫SCR脫硝催化劑的活性組分開發(fā)前景廣闊.