活性炭基钒、钛催化剂的制备、表征及其低温催化脱硫性能研究

摘要

二氧化硫污染带来的酸雨问题严重制约着全球经济发展。烟气脱硫技术是目前控制二氧化硫排放最有效的途径之一。炭法烟气脱硫以其独有的优势越来越受到关注，逐渐成为烟气脱硫技术的研究热点。活性炭具有很强的吸附性能，同时也可作为催化剂载体。本文通过在五种不同的活性炭(椰壳活性炭、杏壳活性炭、竹炭、载体活性炭和糠醛渣活性炭)载体上分别负载钒、钛活性组分制备了复合催化剂，并运用N<,2>物理吸附/脱附、XRD、XPS、FT-IR、SEM等手段研究了载体和催化剂的物理结构、化学组成、表面化学和微观形貌等。利用脱硫反应对载体和催化剂的催化活性和载体的有效性进行了评价，考察了反应温度和活性组分含量对催化剂活性的影响。结果表明： 1．在适当的温度条件下，五种活性炭均对SO<,2>的氧化具有催化性能，催化性能最稳定的是杏壳活性炭，最适合作为催化剂载体。比表面积或物理结构不是影响活性炭催化性能的关键因素。活性炭的催化性能与其化学组成和表面官能团相关。其表面官能团主要包括羧基、酐、内酯基、羰基、酚、醚等。 2．同一实验条件下，反应温度对不同活性炭载体的脱硫性能影响不同。椰壳活性炭、杏壳活性炭和竹炭均于403K温度下体现出最高的催化活性，脱硫率始终保持在70[％]左右；载体活性炭自453K起具有催化活性，脱硫率最高时接近80[％](453K)；糠醛渣活性炭在温度低于503K时脱硫率下降很快，在553K时显示出较高的催化活性，脱硫率达到80[％]。 3．活性炭基钒催化剂的活性温度介于403K与453K之间。催化剂的活性并不随温度上升而提高，含钒量5wt[％]的催化剂最佳催化反应温度为453K，此温度下不同载体负载的钒催化剂的脱硫率比相应的载体提高了10％左右。 4．实验温度高于钒催化剂的活性温度时，含钒5wt％的催化剂的脱硫性能最佳，原因是含量过高时，活性组分颗粒在载体表面不断长大，分散程度降低，催化活性降低。 5．对于负载TiO<,2>的催化剂，其活性温度同样介于403K和453K之间，最佳反应温度为503K。 6．实验温度高于钛催化剂的活性温度时，含钛量8wt％的催化剂脱硫性能最佳。当反应温度为503K时，含钛量8wt％的催化剂脱硫率接近90％。催化剂

目录

文摘

英文文摘

1引言

2试验材料及方法

3催化剂的表征

4催化剂的表征结果和讨论

5 V2O5/AC的SO2催化氧化性能研究

6 TiO2/AC的SO2催化氧化性能研究

7结论与建议

参考文献

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