鈦白粉(TiO2)是釩鈦類(lèi)選擇性催化還原(SCR)脫硝催化劑的載體，TiO2的晶型、比表面積、粒度、孔結(jié)構(gòu)以及SO42-和P2O5含量直接影響所制備的SCR 催化劑的性能。一般而言，TiO2的比表面積越大，以其制備的SCR催化劑的比表面積也越大，活性也較高;但對(duì)于納米級(jí)TiO2，由于顆粒粒徑太小，容易發(fā)生燒結(jié)，而且形成釩鈦化合物，導(dǎo)致催化劑比表面積較載體明顯下降，因而活性降低。銳鈦型TiO2由于比表面積大和不易被硫化，較金紅石型TiO2適合做載體。多孔結(jié)構(gòu)的TiO2使得釩物種在載體表面處于高度分散狀態(tài)，從而提高催化劑的活性。TiO2 中本身含有的少量SO42-和P2O5有助于提高催化劑的性能。
氮氧化物(NOx)是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一，主要來(lái)源于礦物燃料(如煤、石油、天然氣等)的燃燒，其中燃煤電廠煙道氣是NOx 的主要源。選擇性催化還原(selectivecatalytical reduction, SCR)脫硝法，是指在一定溫度和催化劑作用下，利用還原劑(NH3、甲烷、硫脲、CO、H2等)選擇性地將NOx還原為氮?dú)�，還原劑中NH3最為常用。由于SCR技術(shù)具有反應(yīng)溫度較低，凈化率高，運(yùn)行可靠，二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣的煙氣脫硝(脫除NOx)技術(shù)。SCR系統(tǒng)中，催化劑的性能直接影響NOx的脫除效果，其成本約占SCR系統(tǒng)總成本的20%～40%，因此，催化劑是SCR技術(shù)的核心之一。
目前，已發(fā)展了三種SCR 商業(yè)催化劑：貴金屬、金屬氧化物和分子篩催化劑。其中，以銳鈦礦型二氧化鈦(TiO2)為載體，負(fù)載釩氧化物作為活性物質(zhì)，以氧化鎢(WO3)或氧化鉬(MoO3)作為助催化劑的金屬氧化物催化劑在NO 還原和SO2氧化率上表現(xiàn)出真正的優(yōu)勢(shì)，目前最為廣泛應(yīng)用的是V2O5-WO3/TiO2催化劑。以釩作為SCR 催化劑的活性組分是在上世紀(jì)60 年代發(fā)明的，而釩負(fù)載在TiO2上表現(xiàn)出優(yōu)越的活性和穩(wěn)定性則是在上世紀(jì)70年代被人們所認(rèn)識(shí)。與其他載體相比，由于TiO2 與氧化釩之間具有良好的親和性，氧化釩可以均勻地分散在載體當(dāng)中，因此，銳鈦礦型TiO2可以提高催化劑的活性。此外，銳鈦礦型TiO2在SO2和O2存在的條件下較其它載體如A12O3和ZrO2只是微弱且可逆地被硫化。催化劑中加入一定量的WO3可以提高催化劑的酸性、活性及穩(wěn)定性，還可以限制SO2的氧化程度。
V2O5-WO3/TiO2 催化劑的性能主要取決于V2O5 的活性，而V2O5 活性取決于它在載體TiO2表面的分散度及形態(tài)、表面酸性和負(fù)載量，以及進(jìn)一步提高其性能的助催化劑WO3的負(fù)載量，這兩者的實(shí)現(xiàn)除了取決于催化劑的制備工藝外，還很大程度取決于載體TiO2的表面積、孔隙率、幾何構(gòu)型等多種因素。TiO2占WO3-V2O5/TiO2催化劑重量的80%～90%，用量大，但是目前應(yīng)用于催化劑工業(yè)生產(chǎn)的TiO2沒(méi)有完全國(guó)產(chǎn)化，這是催化劑價(jià)格居高不下的主要原因，嚴(yán)重影響了國(guó)內(nèi)煙道氣脫硝工作的進(jìn)行。
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