納米貴金屬抗硫催化劑的應用現狀

    貴金屬催化劑是指能改變化學反應速度而本身又不參與反應終產物的貴金屬材料。納米貴金屬抗硫催化劑表現出非常高的催化活性、穩定性和選擇性。在多相催化領域中,貴金屬固體催化劑占有重要的地位,它們廣泛應用于石油化工、精細化工、環保催化、生命及生物化學等領域。
    納米貴金屬抗硫催化劑的種類  
    貴金屬抗硫催化劑按照組成和結構通?？煞譃榫啻呋瘎┖投嘞啻呋瘎?。  
    均相貴金屬抗硫催化劑中貴金屬以高分散的納米顆粒狀態或金屬簇形式存在，如金催化劑。當金被制成納米數量級的超細粉末后，其比表面積大大增加，使得納米金粒子與較大尺寸的金表現出不同的化學活性和催化性能，通常認為這與金粒子的表面特性、體積以及量子尺寸等因素密切且相關。  
    多相貴金屬抗硫催化劑中貴金屬以顆粒狀高分散于載體上，可負載于金屬氧化物或分子篩等之上。這樣可以結合兩種材質的不同性質得到性能更好的催化劑，例如Ag/TiO2。TiO2本身具有高的光催化活性，但在很多反應中也存在一定的局限性。而將具有一定催化活性的Ag沉積在TiO2表面所制備的催化劑，能夠有效分離光生電子與空穴，降低還原反應(質子的還原，溶解氧的還原)的超電壓，可大大提高催化劑的活性。

貴金屬抗硫催化劑為什么會出現失活的情況

    貴金屬抗硫催化劑是整個SCR脫硝系統的核心部分，目前工業中應用更多的貴金屬抗硫催化劑大多以TiO2為載體，以V2O5或V2O5-WO3、V2O5-MoO3為活性成分。隨著催化劑使用時間的增長，貴金屬抗硫催化劑會逐漸發生失活現象，其主要原因包括以下四種：
（1）砷（As）、堿金屬（主要是K、Na）等引起的貴金屬抗硫催化劑中毒高溫煙氣中的氣態As2O5擴散進入催化劑的微孔結構中，在催化劑表面發生反應，占據并破壞催化劑的活性位，從而導致催化劑失活。堿金屬元素被認為是對SCR催化劑毒性更大的一類元素，不同堿金屬元素毒性由大到小的順序：Cs2O>Rb2O>K2O>Na2O>Li2O，除堿金屬氧化物以外，堿金屬的硫酸鹽和氯化物也會導致催化劑的失活。
（2）貴金屬抗硫催化劑的堵塞
小顆粒的飛灰及反應過程中形成的銨鹽沉積在催化劑表面的小孔中，造成貴金屬抗硫催化劑堵塞，阻礙NOx、NH3、O2到達催化劑活性表面，從而引起貴金屬抗硫催化劑失活。
（3）高溫引起的燒結、活性組分揮發催化劑長期暴露于其允許高運行溫度以上的高溫環境可引起催化劑活性位置燒結，導致催化劑顆粒增大，比表面積減小，一部分活性組分揮發損失，因而使催化劑活性降低。
（4）機械磨損
在貴金屬抗硫催化劑的安裝、更換過程中，催化劑受到沖擊作用進而使得其表面活性物質減少；此外，由于SCR反應塔中的催化劑垂直布置，煙氣自反應塔頂部垂直向下平行催化劑流動，在較大空速條件下，煙氣中的大顆粒物質對催化劑的磨損作用也使得催化劑表面活性物質減少。