新型碳质催化剂用于NH3选择性催化还原NOx的研究
摘要:以城市污水处理厂剩余污泥为原料制备了一种新型碳质催化剂。通过试验考察了催化剂在NH3 选择催化还原NO 中的应用效果。结果表明,催化性能较好,最佳的制备和催化反应条件为:锌铁物质的量比1∶015 ,热解温度750 ℃,反应温度400 ℃,O2 浓度15 %。在此条件下,NOx 的最大转化率达9813 %。通过考察证明催化剂自身具有一定的还原性能。对催化剂进行了FTIR、TG、SEM 和BET 分析,结果表明,催化剂具有很丰富的孔结构、活性粒子和表面官能团,比表面积较大,最大可达307 m2·g - 1 ,分析结果显示具有良好的催化条件。
关键词:城市污水处理污泥,碳质催化剂,NOx选择性催化还原
剩余污泥中含有重金属和病原菌等有毒、有害物质,如果得不到妥善处理,很容易对周围环境造成严重污染。常见的剩余污泥的回收利用技术有农田和林地利用、发电、热解制油、制取活性炭和吸附剂和建材利用等 ,但是利用城市剩余污泥为原料制备碳质催化剂的研究尚不多见。剩余污泥中的主要物质是微生物及其死亡后的残留物,即剩余污泥中大部分物质是有机物,其中大约有60 %～70 %的粗蛋白质、25 %左右的碳水化合物和5 %的无机灰
分。通过一定的手段可以使其生成一种具有较大表面积、良好孔结构和较强吸附能力的碳质物,表面良好的孔结构可以使金属活性粒子很好地分散其中,同时由于城市剩余污泥中含有丰富的金属元素和碳元素,经处理后自身也有催化性能,也可参与催化还原反应,因此,污泥在充当载体的同时也提供了活性组分。本实验以湖南省长沙市某污水处理厂剩余污泥为原料,氯化锌和硝酸铁为活化组分,采用浸渍法制备了NH3 选择性催化还原NOx 的Fe/ C负载型碳质催化剂。采用正交实验的方法研究了活性组分中锌铁物质的量比、热解温度、反应温度和O2 浓度等因素对催化剂性能的影响,并对催化剂的特性进行了分析。
1 实验部分
2 结果与讨论
3 结 论
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