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Activity Enhancement of Sulphated Fe2O3 Supported on TiO2–ZrO2 for the Selective Catalytic Reduction of NO by NH3
Applied Surface Science ( IF 6.7 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.146695 Caixia Liu , Yalian Bi , Junhua Li
Applied Surface Science ( IF 6.7 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.146695 Caixia Liu , Yalian Bi , Junhua Li
Abstract Several Fe2O3.SO42−/(TiO2–ZrO2) catalysts with different ratios of Ti/Zr were prepared by wet impregnation method. The Fe2O3.SO42−/Ti1Zr4 (TiO2:ZrO2 = 1/4) exhibited the highest NOx conversions and N2 selectivity in 300–500 °C. And the SO2 resistance was well enhanced when TiO2 adding to ZrO2. The XRD, BET, H2-TPR, XPS, NH3-TPD, and DRIFTS characterization were conducted and it was concluded that the improvement of catalytic effect was closely related to the property’s enhancement when TiO2 adding to ZrO2. With the introducing TiO2, the surface area of carrier would be greatly enhanced, while Fe2O3 and SO42− highly dispersed on binary metal oxide (TiO2–ZrO2) supports, and the interaction between Ti and Zr would significantly lead to much more conversion of Fe3+ to Fe2+ on Ti1Zr4 support compared to TiO2 or ZrO2. A large number of Fe2+ might break a charge balance and accelerate to adsorb NH3 molecules or oxidize NO to NO2 in the SCR reaction. According to our DRIFTS results on FeS/(Ti1Zr4) catalyst, the introduction of TiO2 further improved the NH3 and NOx adsorption and activation over the surface of the Fe2O3.SO42−/(Ti1Zr4) catalysts, which might be the most important reason for Fe2O3.SO42−/(Ti1Zr4) catalyst possessed superior activity at high temperature.
中文翻译:
TiO2-ZrO2 负载硫酸化 Fe2O3 用于 NH3 选择性催化还原 NO 的活性增强
摘要 采用湿法浸渍法制备了几种不同Ti/Zr比的Fe2O3.SO42-/(TiO2-ZrO2)催化剂。Fe2O3.SO42−/Ti1Zr4 (TiO2:ZrO2 = 1/4) 在 300–500 °C 时表现出最高的 NOx 转化率和 N2 选择性。在ZrO2中加入TiO2后,抗SO2性能得到很好的提高。进行了XRD、BET、H2-TPR、XPS、NH3-TPD和DRIFTS表征,得出结论:当TiO2添加到ZrO2中时,催化效果的提高与性能的增强密切相关。随着 TiO2 的引入,载体的表面积将大大增加,而 Fe2O3 和 SO42− 高度分散在二元金属氧化物 (TiO2–ZrO2) 载体上,Ti 和 Zr 之间的相互作用将显着导致更多的 Fe3+ 转化为与 TiO2 或 ZrO2 相比,Ti1Zr4 载体上的 Fe2+。大量的 Fe2+ 可能会破坏电荷平衡并加速吸附 NH3 分子或在 SCR 反应中将 NO 氧化为 NO2。根据我们对 FeS/(Ti1Zr4) 催化剂的 DRIFTS 结果,TiO2 的引入进一步改善了 Fe2O3.SO42−/(Ti1Zr4) 催化剂表面的 NH3 和 NOx 吸附和活化,这可能是 Fe2O3 的最重要原因.SO42-/(Ti1Zr4)催化剂在高温下具有优异的活性。
更新日期:2020-10-01
中文翻译:
TiO2-ZrO2 负载硫酸化 Fe2O3 用于 NH3 选择性催化还原 NO 的活性增强
摘要 采用湿法浸渍法制备了几种不同Ti/Zr比的Fe2O3.SO42-/(TiO2-ZrO2)催化剂。Fe2O3.SO42−/Ti1Zr4 (TiO2:ZrO2 = 1/4) 在 300–500 °C 时表现出最高的 NOx 转化率和 N2 选择性。在ZrO2中加入TiO2后,抗SO2性能得到很好的提高。进行了XRD、BET、H2-TPR、XPS、NH3-TPD和DRIFTS表征,得出结论:当TiO2添加到ZrO2中时,催化效果的提高与性能的增强密切相关。随着 TiO2 的引入,载体的表面积将大大增加,而 Fe2O3 和 SO42− 高度分散在二元金属氧化物 (TiO2–ZrO2) 载体上,Ti 和 Zr 之间的相互作用将显着导致更多的 Fe3+ 转化为与 TiO2 或 ZrO2 相比,Ti1Zr4 载体上的 Fe2+。大量的 Fe2+ 可能会破坏电荷平衡并加速吸附 NH3 分子或在 SCR 反应中将 NO 氧化为 NO2。根据我们对 FeS/(Ti1Zr4) 催化剂的 DRIFTS 结果,TiO2 的引入进一步改善了 Fe2O3.SO42−/(Ti1Zr4) 催化剂表面的 NH3 和 NOx 吸附和活化,这可能是 Fe2O3 的最重要原因.SO42-/(Ti1Zr4)催化剂在高温下具有优异的活性。