V2O5含量对V2O5/WO3-TiO2 NH3-SCR催化剂水热稳定性的影响深度剖析

本文主要探讨了V2O5含量对V2O5/WO3-TiO2体系NH3-SCR催化剂水热稳定性的显著影响。由天津大学化工学院的史安举、王欣全、王军和沈美庆教授团队进行的研究，他们利用湿法浸渍技术制备了一系列不同V2O5含量（1wt%至6wt%）的V-W-Ti催化剂，目的是解决该催化剂在柴油车尾气氮氧化物催化脱除中的关键问题——水热稳定性。 研究发现，随着V2O5含量的增加，催化剂的低温SCR活性得到了提升。特别是当V2O5含量为1wt%时，其表现出极佳的抗水热老化性能。即使经过750℃、10wt%的H2O蒸汽、空气处理及长达12小时的老化，这种催化剂在250℃到500℃的温度范围内依然保持超过80%的NO转化率。然而，进一步提高V2O5含量会导致催化剂的水热稳定性急剧下降。 通过表征分析，如BET（比表面面积测定）、XRD（X射线衍射）和SEM（扫描电子显微镜）等手段，研究者揭示了V2O5含量上升对催化剂结构的影响。随着V2O5含量增加，催化剂中的锐钛矿型TiO2载体发生烧结，同时TiO2晶型由锐钛矿转变为更稳定的金红石型，这导致催化剂的比表面积显著减少。此外，活性组分的聚集，尤其是表面WOx物种的团聚，也加剧了高V2O5含量样品在水热老化后的活性下降。 该研究对于优化V2O5/WO3-TiO2体系NH3-SCR催化剂的设计和应用具有重要指导意义，特别是在考虑实际工况中催化剂的耐久性和性能稳定性方面。通过控制V2O5的适宜含量，可以在提高催化活性的同时，确保催化剂在高温水热条件下的持久效能，这对于减少柴油车尾气排放，实现更环保的交通解决方案具有重要意义。