·1104- 北京科技大学学报 第34卷 电子能谱仪对催化剂进行X射线光电子能谱(XPS, 硝效率都低于20%，ACF的脱硝效率随着烟气温度 X-ay Photoelectron Spectroscopy)表征分析，使用单 升高而降低，ACFN的脱硝效率随着烟气温度升高 色化A!K阳极靶，多通道延迟线检测器，全谱扫描 而升高，但都变化不大；以ACFN为载体的催化剂脱 通能160eV,窄谱扫描通能40eV,分析结果用C1s 硝效率明显高于以ACF为载体的催化剂，脱硝效率 结合能进行校准 都随着烟气温度的升高而显著升高.这是因为ACF 2实验结果与讨论 具有一定数量的含氮和含氧官能团，具有表面酸性， 能够吸附NO,和NH3,同时具有一定的氧化性，可将 2.1ACF改性对脱硝效率的影响 NO转化为NO2,进而与NH反应，即ACF本身对于 改性前后ACF的电镜扫描照片如图2所示.在 SCR反应就有一定的催化作用，所以ACF和ACFN 表1所示工况条件下，负载Ce-MnO.前后ACF和 都具有一定脱硝效率.HNO3的改性有两个作用：一 ACFN的比表面积及孔结构参数如表2所示.在表 是增加了ACF的表面官能团，提高了其酸性和氧化 1所示工况条件下，NH/NO摩尔比取1，水蒸气体 性，有利于脱硝：二是改变了ACF的孔结构，致使比 积分数取6%，Ce-Mn0,负载量为8%，Ce/Mn摩尔 表面积、孔容减小，增大了平均孔径，这一定程度上 比为0.4，分别用ACF和ACFN作为载体负载催化 削弱了ACF的吸附性能，不利于脱硝，但中孔对 剂记作ACF和ACFN',负载Ce-MnO,前后ACF和 Ce一MnO,的负载更有利.对于未负载Ce-MnO.的 ACFN的脱硝效率与烟气温度的关系如图3所示， ACF和ACFN,在该条件下其脱硝性能主要由物理 其中ACF~和ACFN'分别表示为负载催化剂后的 吸附能力和表面官能团的性质决定，随着烟气温度 ACF及ACFN.从图2中可以看到，ACF经HNO3改 的升高，物理吸附所依靠的范德华力减弱，而表面官 性后，表面微观状态没有出现明显的变化.从表2 能团的SCR催化活性有一定的提高，所以ACFN较 中可以看到，ACF改性后比表面积、总孔容有所减 ACF脱硝性能没有明显的提高，在低于80℃时脱硝 小，平均孔径则有所增大.从图3中可以看到：未负 性能甚至不如ACF.负载Ce-MnO,后，在该条件下 载Ce-MnO,的ACF和ACFN脱硝性能相差不大，脱 脱硝性能主要由Ce-MnO,本身的活性和在载体表 的中范m (b) :200 m 图2ACF(a)和ACFN(b)的扫描电镜照片 Fig.2 SEM images of ACF (a)and ACFN (b) 100 表2实验样品比表面积及孔结构 Table 2 Specific area and pore structure of experimental samples 80L 样品 比表面积/ 总孔容/ 平均 60 名称 (m2g) (mL'g-1) 孔径/nm ◆ACF ACFN ACF 1453 0.5832 1.60 ACF ◆-ACN ACFN 1325 0.5627 1.87 20 8%Ce(0.4)-Mn0,/ACF 1215 0.5354 1.71 ◆一 ◆一 ◆ 70 90. 100 110 8%Ce(0.4)-MnO./ACFN 1294 0.5568 1.84 温度℃ 12%Ce(0.4)-n0,/ACFN 1097 0.4181 1.85 图3烟气温度对脱硝效率的影响 Fig.3 Effect of flue gas temperature on the denitrification efficiency北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 电子能谱仪对催化剂进行 X 射线光电子能谱( XPS， X-ray Photoelectron Spectroscopy) 表征分析，使用单 色化 Al Kα阳极靶，多通道延迟线检测器，全谱扫描 通能 160 eV，窄谱扫描通能 40 eV，分析结果用 C 1s 结合能进行校准． 2 实验结果与讨论 2. 1 ACF 改性对脱硝效率的影响 改性前后 ACF 的电镜扫描照片如图 2 所示． 在 表 1 所示工况条件下，负载 Ce--MnOx 前后 ACF 和 ACFN 的比表面积及孔结构参数如表 2 所示． 在表 1 所示工况条件下，NH3 /NO 摩尔比取 1，水蒸气体 积分数取 6% ，Ce--MnOx负载量为 8% ，Ce /Mn 摩尔 比为 0. 4，分别用 ACF 和 ACFN 作为载体负载催化 剂记作 ACF'和 ACFN'，负载 Ce--MnOx前后 ACF 和 ACFN 的脱硝效率与烟气温度的关系如图 3 所示， 其中 ACF'和 ACFN'分别表示为负载催化剂后的 ACF 及 ACFN． 从图 2 中可以看到，ACF 经 HNO3改 性后，表面微观状态没有出现明显的变化． 从表 2 中可以看到，ACF 改性后比表面积、总孔容有所减 小，平均孔径则有所增大． 从图 3 中可以看到: 未负 载 Ce--MnOx的 ACF 和 ACFN 脱硝性能相差不大，脱 硝效率都低于 20% ，ACF 的脱硝效率随着烟气温度 升高而降低，ACFN 的脱硝效率随着烟气温度升高 而升高，但都变化不大; 以 ACFN 为载体的催化剂脱 硝效率明显高于以 ACF 为载体的催化剂，脱硝效率 都随着烟气温度的升高而显著升高． 这是因为 ACF 具有一定数量的含氮和含氧官能团，具有表面酸性， 能够吸附 NOx和 NH3，同时具有一定的氧化性，可将 NO 转化为 NO2，进而与 NH3反应，即 ACF 本身对于 SCR 反应就有一定的催化作用，所以 ACF 和 ACFN 都具有一定脱硝效率． HNO3的改性有两个作用: 一 是增加了 ACF 的表面官能团，提高了其酸性和氧化 性，有利于脱硝; 二是改变了 ACF 的孔结构，致使比 表面积、孔容减小，增大了平均孔径，这一定程度上 削弱了 ACF 的吸附性能，不利于脱硝，但中孔对 Ce--MnOx的负载更有利． 对于未负载 Ce--MnOx 的 ACF 和 ACFN，在该条件下其脱硝性能主要由物理 吸附能力和表面官能团的性质决定，随着烟气温度 的升高，物理吸附所依靠的范德华力减弱，而表面官 能团的 SCR 催化活性有一定的提高，所以 ACFN 较 ACF 脱硝性能没有明显的提高，在低于 80 ℃时脱硝 性能甚至不如 ACF． 负载 Ce--MnOx后，在该条件下 脱硝性能主要由Ce--MnOx本身的活性和在载体表 图 2 ACF( a) 和 ACFN( b) 的扫描电镜照片 Fig． 2 SEM images of ACF( a) and ACFN( b) 表 2 实验样品比表面积及孔结构 Table 2 Specific area and pore structure of experimental samples 样品 名称 比表面积/ ( m2 ·g － 1 ) 总孔容/ ( mL·g － 1 ) 平均 孔径/nm ACF 1 453 0. 583 2 1. 60 ACFN 1 325 0. 562 7 1. 87 8% Ce( 0. 4) --MnOx /ACF 1 215 0. 535 4 1. 71 8% Ce( 0. 4) --MnOx /ACFN 1 294 0. 556 8 1. 84 12%Ce( 0. 4) --MnOx /ACFN 1 097 0. 418 1 1. 85 图 3 烟气温度对脱硝效率的影响 Fig． 3 Effect of flue gas temperature on the denitrification efficiency ·1104·