[01056521]新型等级孔分子筛创制及催化船舶尾气脱硝

常用催化剂主要有贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和杂原子分子筛等。铂、铅、铑等负载型贵金属催化剂是我们所熟知的SCR 催化剂，但是贵金属价格昂贵、资源稀缺，催化剂成本较高。因此需降低贵金属用量或直接采用非贵金属代替贵金属以降低生产成本。如V-W-Ti 复合氧化物催化剂已成功应用于燃煤电厂及部分船舶的脱硝过程。但脱硝过程会排放部分五氧化二钒，而五氧化二钒在水中有相当的溶解度，会对人体的呼吸系统和皮肤产生严重损害，长期接触可引起支气管炎、视力障碍、肾损害等。对人类健康造成危害，欧美等国家已经开始禁止使用含矾催化剂。分子筛具有高的比表面积、孔径可调、易于调变的活性位、高的吸附容量、高的热及水热稳定性等特点，使其具有良好的吸附分离、催化、离子交换等性能。含铜、铁、一氧化碳等的沸石分子筛是最有可能取代目前商用V-W-Ti的氮氧化物脱除催化材料。但是在氮氧化物的脱除过程中（尤其是低温冷启动阶段）容易产生硝酸铵、硫酸铵等结晶，且由于船舶用柴油机用的是重油/劣质油，容易产生积碳，以上因素均会导致堵塞微孔分子筛孔道，使反应物分子接触不到活性位点而失活。同时微孔分子筛孔径小、颗粒大（通常大于1微米），底物和产物的扩散限制也严重影响催化剂的活性。需设计含微孔-介孔或微孔-介孔-大孔的等级孔结构的沸石分子筛以防止氮氧化物脱除过程产生的颗粒物堵塞孔道，以促进反应物和产物分子的扩散。