摘要：负载型铜基催化剂因其良好的催化性能和相对低廉的价格在诸多重要工业催化反应中得到广泛的应用.探讨负载型铜基催化剂中组分间的相互作用,有助于了解相关催化作用的本质,为现有催化剂的改进和新催化剂的设计提供科学依据.本文综述了近年来我们就CuO在不同载体上的分散、铜物种和载体的改性及其物理化学性质以及催化CO完全氧化、CO+NO和NH3+NO+O2反应性能等方面的研究进展.结果表明,CuO在多种氧化物载体表面的分散和所得负载型铜基催化剂的一些物理化学性质可参考"嵌入模型"得到解释,本文主要讨论了以CeO2,CexZr1xO2和MoO3-CeO2为载体的一些铜基催化剂的组成-结构-性质间的关系.

摘要：固定源排放的氮氧化物(NOx)导致了严重的环境污染问题,NH_(3)选择性催化还原(NH_(3)-SCR)被认为是目前控制NOx排放的最有效技术,已广泛应用于电力行业的烟气排放治理.然而,我国非电行业的NOx减排仍然面临着重大挑战,因为其排放的废气温度通常低于300℃,且含有一定量的SO_(2),传统的钒基SCR催化剂因活性温度(300~400℃)较高而无法有效发挥作用.因此,亟待开发新型的高效低温SCR催化剂.铈基催化剂由于氧化铈(CeO_(2))的优异储氧能力(OSC)和良好的氧化还原能力而显示出较好的低温(80~300℃)脱硝性能,如Mn-Ce,W-Ce,Ta-Ce,Cu-Ce和Nb-Ce等.但这些铈基催化剂易被烟气中的SO_(2)毒化而导致催化活性降低.因此,提高铈基SCR催化剂抗硫中毒能力是其产业化应用的关键.已有研究发现,通过构筑结构保护层或添加另一种金属来保护活性组分是提高SCR催化剂抗硫性能的一种可行策略.氧化钼(MoO3)通常被用做传统V_(2)O_(5)/TiO_(2)催化剂的促进剂以提高其水热稳定性和表面酸性.研究表明,在V/Ti催化剂中引入钼物种不仅可以提高其SCR活性,而且提高了V/Ti催化剂的抗SO_(2)性能,这是由于VMo/Ti表面较少的V‒O‒V键削弱了对SO_(2)的氧化作用.Tang等开发了一种Fe_(2)O_(3)/MoO3纳米片催化剂,显示出比纯Fe_(2)O_(3)更好的抗SO_(2)能力,主要是由于层状结构的MoO3能阻止NH4+在硫酸氢铵中的沉积.目前关于Mo的引入方式即催化剂的制备方法对铈基催化剂物化性能和NH_(3)-SCR催化性能(特别是抗SO_(2)能力)的影响的研究还比较少.本文分别采用浸渍法和沉淀法在CeO_(2)中引入钼物种,制备了Mo-CeO_(2)和MoCe-cp催化剂来探究制备方法对MoCe催化剂的脱硝性能及抗SO_(2)中毒能力的影响.结果表明,引入Mo可以显著地提高CeO_(2)的低温脱硝性能,其中Mo-CeO_(2)催化剂在150℃即可达到80%以上的脱硝效率,同时抗SO_(2)中毒性能也得到了显著提高.对催化剂结构、氧化还原能力、表面酸度和反应物分子的吸附脱附性质进行了表征,并与MoCe催化剂脱硝性能和抗硫性能相关联.结果表明,Mo-CeO_(2)和MoCe-cp催化剂的物理化学性质和脱硝性能有明显区别.首先,Mo-CeO_(2)中的钼物种主要存在于CeO_(2)表面,而MoCe-cp中的钼物种主要存在于CeO_(2)体相,其为Mo-CeO_(2)表面带来大量的Brönsted酸位并抑制了硝酸盐的吸附,促使NH_(3)-SCR反应按照Eley-Rideal机理进行,进而表现出优于MoCe-cp的低温活性.其次,Mo-CeO_(2)表面更多的Mo物种抑制了SO_(2)的吸附,从而使Mo-CeO_(2)表现出更好的抗SO_(2)性能.本文为具有实际应用前景的铈基NH_(3)-SCR催化剂的设计提供了参考.