新型碳質(zhì)催化劑用于NH3選擇性催化還原NOx的研究
摘要:以城市污水處理廠剩余污泥為原料制備了一種新型碳質(zhì)催化劑。通過試驗考察了催化劑在NH3 選擇催化還原NO 中的應(yīng)用效果。結(jié)果表明,催化性能較好,最佳的制備和催化反應(yīng)條件為:鋅鐵物質(zhì)的量比1∶015 ,熱解溫度750 ℃,反應(yīng)溫度400 ℃,O2 濃度15 %。在此條件下,NOx 的最大轉(zhuǎn)化率達9813 %。通過考察證明催化劑自身具有一定的還原性能。對催化劑進行了FTIR、TG、SEM 和BET 分析,結(jié)果表明,催化劑具有很豐富的孔結(jié)構(gòu)、活性粒子和表面官能團,比表面積較大,最大可達307 m2·g - 1 ,分析結(jié)果顯示具有良好的催化條件。
關(guān)鍵詞:城市污水處理污泥,碳質(zhì)催化劑,NOx選擇性催化還原
剩余污泥中含有重金屬和病原菌等有毒、有害物質(zhì),如果得不到妥善處理,很容易對周圍環(huán)境造成嚴重污染。常見的剩余污泥的回收利用技術(shù)有農(nóng)田和林地利用、發(fā)電、熱解制油、制取活性炭和吸附劑和建材利用等 ,但是利用城市剩余污泥為原料制備碳質(zhì)催化劑的研究尚不多見。剩余污泥中的主要物質(zhì)是微生物及其死亡后的殘留物,即剩余污泥中大部分物質(zhì)是有機物,其中大約有60 %～70 %的粗蛋白質(zhì)、25 %左右的碳水化合物和5 %的無機灰
分。通過一定的手段可以使其生成一種具有較大表面積、良好孔結(jié)構(gòu)和較強吸附能力的碳質(zhì)物,表面良好的孔結(jié)構(gòu)可以使金屬活性粒子很好地分散其中,同時由于城市剩余污泥中含有豐富的金屬元素和碳元素,經(jīng)處理后自身也有催化性能,也可參與催化還原反應(yīng),因此,污泥在充當(dāng)載體的同時也提供了活性組分。本實驗以湖南省長沙市某污水處理廠剩余污泥為原料,氯化鋅和硝酸鐵為活化組分,采用浸漬法制備了NH3 選擇性催化還原NOx 的Fe/ C負載型碳質(zhì)催化劑。采用正交實驗的方法研究了活性組分中鋅鐵物質(zhì)的量比、熱解溫度、反應(yīng)溫度和O2 濃度等因素對催化劑性能的影響,并對催化劑的特性進行了分析。
1 實驗部分
2 結(jié)果與討論
3 結(jié) 論
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