SCR脫硝催化劑前景：氮氧化物(NOx)是大氣環境的主要污染物之一,對人體健康和生態環境都有巨大的危害。NOx來源于燃料燃燒產生的煙氣中,主要存在形式是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等[1],其中以NO為主,占NOx總量的90%以上,其次是NO2。在大氣中,NO又會被氧化為NO2,而NO2在紫外線照射的條件下,與煙氣中的CHx反應,生成一種光化學煙霧,毒性是NO的4~5倍,對人體多數器官以及動植物均有極大的危害。N2O雖然含量較低,是形成近地表大氣臭氧污染、二次微細顆粒物污染以及地表水富營養化的前提物質,由此引起的環境問題已成為大氣環境污染的熱點問題[2-3]。2003年我國NOx排放超過1600萬t,到2012年已達2194萬t,成為世界第一NOx排放國。因此,控制NOx排放已成為大氣污染治理的重要任務。

目前實現工業化應用的脫硝技術主要是以NH3為還原劑的選擇性催化還原(SCR)脫硝技術。脫硝催化劑是SCR脫硝技術的核心,目前,已商業化的脫硝催化劑是以V2O5+WO3(MoO3)/TiO2(銳鈦礦)作為活性組分,該脫硝催化劑的活性溫度窗口在300~400℃,在高溫區易受煙氣中SO2和灰的影響而降低脫硝催化劑壽命,因此高效、低溫SCR脫硝催化劑成為近年來的研究熱點。

非載體型錳(MnOx)系脫硝催化劑1)非負載型錳系脫硝催化劑構成中只有活性組分---MnOx或以MnOx為主要活性組分添加其他金屬氧化物的復合脫硝催化劑。對于單活性組分的MnOx脫硝催化劑,針對錳的多價多價,Kapteijn等[8-9]對單組分的MnOx做了較詳細的研究,制備了不同價態的純MnOx,評價了不同價態的Mn脫硝催化劑NH3-SCR反應催化活性。結果表明,MnO2的催化活性最高,MnO的催化活性最低;Mn2O3脫硝催化劑上的反應具有最高的N2選擇性,非載體型脫硝催化劑的催化活性和選擇性與脫硝催化劑的氧化態和結晶程度密切相關。Tang等[10]研究了3種不同類型的無載體MnOx脫硝催化劑,結果表明,脫硝催化劑具有較高低溫活性的關鍵因素是MnOx結晶狀態的無定型和較大的比表面積。非負載型錳系脫硝催化劑的主要制備方法為共沉淀法(可獲得較高的比表面積),因此,沉淀劑的選擇也成為影響脫硝催化劑性能的一個因素。