研究论文

  • 杨波,陈子伦,徐海涛,黄琼,陈敏东.VOx-MnOx/TiO2催化脱除氮氧化物与二英研究[J].环境科学学报,2020,40(3):838-845

  • VOx-MnOx/TiO2催化脱除氮氧化物与二英研究
  • Synergistic removal of nitrogen oxides and dioxins by VOx-MnOx/TiO2
  • 基金项目:国家自然科学基金(No.51902166);江苏省自然科学基金(No.BK20190786);江苏省重点研发计划(No.BE2018074);江苏省高等学校自然科学研究面上项目(No.18KJB430019);江苏省高校优势学科(No.PAPD)
  • 作者
  • 单位
  • 杨波
  • 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
  • 陈子伦
  • 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
  • 徐海涛
  • 南京工业大学环境学院, 南京 211816
  • 黄琼
  • 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
  • 陈敏东
  • 大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044
  • 摘要:二英会降低人类的免疫力,影响人体和神经发育;氮氧化物则会对人体的各项脏器和血液组织有严重危害,还会破坏臭氧层,加速酸雨的形成.商业钒钛催化剂既能脱除氮氧化物又能催化分解二英(邻二氯苯作为模拟物),二英活性温度区为200~300℃,而脱硝活性温度为300~400℃.研究了VOx/TiO2、MnOx/TiO2以及VOx-MnOx/TiO2等催化剂在200~300℃脱硝、脱除二英的情况.结果表明,在VOx/TiO2催化剂中掺入MnOx促进脱硝活性温度区间由300~400℃往200~300℃偏移,当MnOx和VOx摩尔比为3:1时,催化剂在250℃脱硝和脱除二英的效果最好,催化NO和邻二氯苯效率分别为92.0%和89.0%.原位红外漫反射光谱研究表明,1V3M/T催化剂表面的脱硝反应在250℃遵循L-H机理,—NH2、NxHyOz、单齿亚硝酸盐和二齿硝酸盐是主要的反应中间体.
  • Abstract:Dioxins will reduce human immunity and affect human and neurodevelopment; nitrogen oxides will cause serious damage to various organs and blood tissues of the human body, and will destroy the ozone layer and accelerate the formation of acid rain. Commercial vanadium-titanium catalyst can remove nitrogen oxides and catalyze the decomposition of dioxins (O-dichlorobenzene as a simulant). The dioxin activity temperature range is 200~300℃, and the SCR activity temperature is 300~400℃. The synergistic removal of nitrogen oxides and dioxins over the catalysts, such as VOx/TiO2, MnOx/TiO2 and VOx-MnOx/TiO2, were investigated at 200~300℃. The results showed that the addition of MnOx promoted the shift of active temperature window from 300~400℃ to 200~300℃ for VOx/TiO2 catalyst. The optimum VOx-MnOx/TiO2 catalyst exhibited the best catalytic performance at 250℃ when the molar ratio of MnO2 and V2O5 was 3:1. The NO and o-dichlorobenzene efficiencies were 92.0% and 89.0%, respectively. In-situ infrared diffuse reflectance spectroscopy study showed that the SCR reaction on the surface of 1V3M/T catalyst followed the L-H mechanism at 250℃, and -NH2, NxHyOz, monodentate nitrite and bidentate nitrate are the main reaction intermediates.

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