Ce联合Nb/Co改性稀土尾矿催化剂NH3-SCR性能及脱硝机理研究

作者：侯丽敏; 王甜甜; 许杰; 高红敏; 武文斐^*

来源：稀有金属材料与工程, 2023, 52(07): 2588-2598.

• CeO2
• 过渡金属
• 稀土尾矿
• NH3-SCR
• 脱硝机理

白云鄂博稀土尾矿含有Fe、Ce等利于催化脱硝的活性元素，作为天然矿物对环境友好且成本低，是作脱硝催化剂的天然原料，但稀土尾矿催化剂温度窗口较窄(350～450℃)。为拓宽稀土尾矿催化剂的温度窗口，用Ce、Nb、Co改性稀土尾矿，采用水热法制备了一系列Ce-M(Nb,Co)改性稀土尾矿催化剂，探究元素比例及元素种类对脱硝性能的影响。通过BET、XRD、XPS、H2-TPR和NH3-TPD对改性稀土尾矿进行表征分析，并利用原位红外技术对Ce-Co改性稀土尾矿的NH3-SCR机理进行了探究。结果显示，Ce-Nb(2:1)改性稀土尾矿在300～400℃脱硝效率最高为85%,Ce-Co(2:1)改性稀土尾矿在250～400℃脱硝效率能够达到90%。Nb和Co的加入提高了催化剂表面CeCO3F的分散度，暴露更多活性吸附位点。同时，元素之间的相互作用促进了电子的转移，Nb5+的形成阻碍了Ce4+的还原，调节了氧化还原性能，使得Ce-Nb改性稀土尾矿具有优异的N2选择性。而Co的加入提高了催化剂氧化还原能力，使得Co3+增加，进而提高Br?nsted酸性位的吸附强度，NH4+及Co3+-NH2能够首先与NO反应，形成NH3HNO及NH2NO等中间产物，催化剂表面NH3-SCR同时遵循E-R机理和L-H机理，E-R机理占主导。

• 单位
  内蒙古科技大学