上海光源衍射线站用户在生物质能脱硝催化剂研究规模取得重要希望

2020-01-01

克日,复旦大学情况科学与工程系唐幸福课题组在抗碱金属脱硝(SCR)催化剂研究方面取得了打破性希望,相关功效颁发在《德国应用化学》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 660-664)。该研究成就为生物质(如秸秆)的操作提供了一种“变废为宝”的环保要领,,同时在节制氮氧化物的排放和淘汰大气中颗粒物(PM2.5)污染等方面具有重要应用代价。

生物质燃烧会造成颗粒物(PM2.5)和氮氧化物对大气情况的污染,个中办理问题的一个有效的要领是将生物质会合于锅炉燃烧并使之转化为热能或电能,燃烧生成的PM2.5则被除尘装置有效地收集。可是,生物质燃烧生成的气溶胶含有高浓度的碱金属会使催化剂很快失去浸染(失活),所以传统脱硝催化剂在生物质能的操作进程中浸染甚微。因此开拓具有强抗碱金属本领的脱硝催化剂成为了生物质能操作研究方面的瓶颈问题。

研究表白,碱金属导致脱硝催化剂快速失活的原因是碱金属占据了催化剂的活性位(起催化浸染的中心)。操作上海光源BL14B1衍射线站原位XRD尝试要领,复旦大学唐幸福课题组清晰地调查到了KCl在变温进程中逐渐消失的进程,证实了温度高出230度时,K+自发从体催化活性外貌存储位迁移到HMO(锰钡矿氧化锰)单位内部地道空间,纳米态的KCl颗粒使其熔点大为低落,纵然碱金属开始被动地吸附在活性位上,后期也将自动移动到属于它的存储位。这样,在存储位没有被完全占据之前,碱金属对催化剂的脱硝机能险些没有影响。由于存储位是由单臂[MnO6]单位的孔道构成,因此该催化剂的抗碱金属本领是传统脱硝催化剂的50倍,从而使生物质能的环保操作成为大概。(质料与能源研究部供稿)

KCl/HMO高温原位XRD等高线图