铜基脱硝催化剂的中毒与改良摘要：铜基催化剂在中低温脱硝领域中表现出良好的应用潜能。但极少有实际运用。本文分析了各类因素对铜基脱硝催化剂的毒化机理。并总结部分催化剂改良方法，以期为开发具备实际应用能力的脱硝催化剂提供依据。1 引言铜基催化剂在中低温 NH3-SCR 脱硝反应中具备良好的催化性能，但烟气中的 SO2、水蒸气及重金属等将会对铜基催化剂的催化性能有较大的影响，但在实际中，烟气中将会不可避开地含有此类物质，因此，提高催化剂抗毒化性是优化催化剂催化性能的关键。2 水蒸气及二氧化硫（SO2）对铜基催化剂的毒化作用及催化剂改良烟气中存在的水蒸气在中低温条件下对铜基脱硝催化剂活性有较强的抑制作用，一方面，水蒸气在催化剂表面形成水膜，抑制反应物的吸附，降低催化剂活性[1]；另一方面，有学者对 NH3-SCR 反应机理进行讨论，在中低温条件下，反应遵循 L-H 机理，H2O 与 NH3 在催化剂表面竞争吸附，降低催化剂活性，为可逆作用；水蒸气在表面化学吸附，形成成羟基位点（-OH），降低活性酸位点数目，不可逆失活[2]。烟气管道中存在的 SO2 是造成铜基催化剂失活的另一重要原因。SO2 对 SCR 脱硝催化剂的影响具备两面性。低浓度的 SO2 可以增强催化剂的表面酸性，有利于催化反应的进行；但在低温条件下，SO2 会在 O2 及烟气中水蒸气的参加下，与还原剂或活性组分相互反应，生成硫酸盐，覆盖活性位点甚至造成催化剂堵塞[3]。杜学森[4]探究了烟气中存在的水蒸气对于铜基催化剂活性的影响，实验现象表明，在低温条件下，水蒸气的存在对催化剂活性有抑制作用，但在高温条件下，系统中水蒸气的存在会增强催化剂的催化活性。与前人的讨论结果相吻合。有讨论表明，在催化剂中掺杂某些稀土金属组分可以增加催化剂表面酸性位点的数目，提高催化剂的氧化还原能力，从而降低水蒸气及 SO2 对催化剂的毒化作用[5]。Gao[6]等人对通过掺杂 CuSO4对铈基催化剂进行改良，发现，催化剂中 Cu 的掺杂增强了催化剂的抗硫抗水能力。Wang[7]等制备了金属有机框架铜基脱硝催化剂，讨论其性能，发现 Cu-MOF 催化剂对于二氧化硫有较好的耐性，在 170℃时，通入 SO2，其 NO 脱除效率仍高达 75%以上，性能显著优于目前市场上常见的钒钨钛商业脱硝催化剂。因此，为了进一步提高催化剂的抗硫抗水性能，可以考虑在催化剂中引入新的组分如稀土元素来增强催化剂的抗性，也可通过对催化剂自身结构的优化来降低二氧化硫及水...
