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贵金属蜂窝陶瓷催化剂出现失活的原因是什么

来源:云更新 时间:2022-04-21 11:01:18 浏览次数:

纳米贵金属蜂窝陶瓷催化剂的应用现状是什么 贵金属蜂窝陶瓷催化剂主要有三个方面的应用,即在氧化还原反应中的应用(包括加氢还原反应和氧化反应中的应用)、在化学电源中的应用及环境保护领域的应用。以下将......
纳米贵金属蜂窝陶瓷催化剂的应用现状是什么

    贵金属蜂窝陶瓷催化剂主要有三个方面的应用,即在氧化还原反应中的应用(包括加氢还原反应和氧化反应中的应用)、在化学电源中的应用及环境保护领域的应用。以下将介绍各种贵金属蜂窝陶瓷催化剂在这三方面的应用。 
1、纳米银催化剂  
      银可负载在各种载体上,但有研究表明,氧化铝是银催化剂更佳载体原料。银催化剂还用于氧化反应、加氢催化反应、对NO\CO的催化反应、电催化反应、光催化反应等
2、纳米金催化剂
      研究发现碳负载的金属氯化物的催化剂活性与阳离子的电势大小有关,从而得出Au3+是乙炔氢氯化反应的好催化剂的结论。发现在活性炭上负载金和钯,能提高反应活跃性[17]。有研究表明纳米金粒子能负载在很多基体上,如TiO2、Al2O3、Fe2O3和CeO2等,都在CO氧化反应中表现出良好的催化活性。
3、纳米铂催化剂  
      Pt催化剂还具有加氢、脱氢功能。在加氢催化反应中,负载型Pt催化剂较多地应用于-COOH→-CH2OH和C=C→CH-CH,并且Pt催化剂在乙炔加氢、乙烯加氢、羰基加氢的反应中只需在室温下即可进行。早在1949年the Universal Oil Products Company就将纳米铂催化剂运用于石油重整。
4、纳米钯贵金属蜂窝陶瓷催化剂
      Pd能将乙烯氧化为乙醛或丙烯酸,在加氢反应中较多地应用于C=C→CH-CH、-NO2→-NH2、C-Cl→C-H、C6H6→C6H12以及C=O→CHOH反应中。
5、纳米铑催化剂
Rh 还可用于氧化反应、加氢、脱氢反应。

贵金属蜂窝陶瓷催化剂为什么会出现失活的情况

    贵金属蜂窝陶瓷催化剂是整个SCR脱硝系统的核心部分,目前工业中应用更多的贵金属蜂窝陶瓷催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2O5-WO3、V2O5-MoO3为活性成分。随着催化剂使用时间的增长,贵金属蜂窝陶瓷催化剂会逐渐发生失活现象,其主要原因包括以下四种:
(1)砷(As)、碱金属(主要是K、Na)等引起的贵金属蜂窝陶瓷催化剂中毒高温烟气中的气态As2O5扩散进入催化剂的微孔结构中,在催化剂表面发生反应,占据并破坏催化剂的活性位,从而导致催化剂失活。碱金属元素被认为是对SCR催化剂毒性更大的一类元素,不同碱金属元素毒性由大到小的顺序:Cs2O>Rb2O>K2O>Na2O>Li2O,除碱金属氧化物以外,碱金属的硫酸盐和氯化物也会导致催化剂的失活。
(2)贵金属蜂窝陶瓷催化剂的堵塞
小颗粒的飞灰及反应过程中形成的铵盐沉积在催化剂表面的小孔中,造成贵金属蜂窝陶瓷催化剂堵塞,阻碍NOx、NH3、O2到达催化剂活性表面,从而引起贵金属蜂窝陶瓷催化剂失活。
(3)高温引起的烧结、活性组分挥发催化剂长期暴露于其允许高运行温度以上的高温环境可引起催化剂活性位置烧结,导致催化剂颗粒增大,比表面积减小,一部分活性组分挥发损失,因而使催化剂活性降低。
(4)机械磨损
在贵金属蜂窝陶瓷催化剂的安装、更换过程中,催化剂受到冲击作用进而使得其表面活性物质减少;此外,由于SCR反应塔中的催化剂垂直布置,烟气自反应塔顶部垂直向下平行催化剂流动,在较大空速条件下,烟气中的大颗粒物质对催化剂的磨损作用也使得催化剂表面活性物质减少。