NOx是大氣中的主要污染物之一, 能導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、酸雨、臭氧層破壞等重大環(huán)境問題,同時具有生物呼吸毒性,促進(jìn)空氣中PM2.5形成。因此,國Ⅴ、國Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)對氮氧化物的要求更高, 致使目前廣泛使用的釩鎢鈦氧化物催化劑的性能難以達(dá)到要求,而且釩鎢鈦催化劑使用過程中易發(fā)生V2O5 (劇毒)脫落,進(jìn)入環(huán)境中形成二次污染。開發(fā)高性能的SCR催化劑具有迫切需求。沸石分子篩具有催化窗口溫度寬、熱穩(wěn)定性好、無二次污染等優(yōu)點(diǎn), 但是目前其合成成本昂貴(結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑),主要知識產(chǎn)權(quán)被國外大公司壟斷,如BASF 和JM。因此,開發(fā)低成本、高性能、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的SCR沸石分子篩催化劑具有重要意義,同時也面臨巨大挑戰(zhàn)。
在前期研究基礎(chǔ)上(發(fā)明專利:2017104812454,2017104836069),最近,中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所催化、分離團(tuán)隊(duì)孔春龍,陳亮研究員采用新型結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,并通過高通量的實(shí)驗(yàn)方法優(yōu)化了制備條件,成功地合成了低成本、結(jié)構(gòu)近似SSZ-13型沸石分子篩,基于此分子篩采用活性組分(Fe,Cu等離子)調(diào)控其催化轉(zhuǎn)化NO性能,獲得了催化溫度窗口寬、轉(zhuǎn)化率高的沸石分子篩氮氧化物分解催化劑 (圖1和圖2) ,而且該分子篩具有優(yōu)良的水熱穩(wěn)定性,已完成公斤級催化劑放大制備。

圖1. 氣體檢測設(shè)備(精確度ppb級)


圖2. 催化劑形貌及催化性能
(新能源所 孔春龍)