活性炭负载金属催化剂及其应用-活性炭负载V催化剂及其应用

在活性炭负载的金属主要有钒(V)、锰(Mn)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铂(Pt)、钛(Ti)等，到目前为止，已有许多不同种类活性炭载体的金属类催化剂实现了工业应用。

（1）活性炭负载铁催化剂及其应用

（2）活性炭负载Cu催化剂及其应用

（3）活性炭负载Ti催化剂及其应用

（4）活性炭负载Pt催化剂及其应用

（5）活性炭负载Co催化剂及其应用

（6）活性炭负载V催化剂及其应用  

钒是zui常用的也是目前研究zui多的烟气脱硫脱氮催化剂。

通常钒类催化剂在AC上的氧化形态为V₂O₅。国内外针对V₂O₅/AC烟气脱硫催化剂均有一些研究报道。不少研究表明，当SO₂和H₂O同时存在时，催化剂部分孔道会被沉积硫酸铵盐所堵塞而造成失活，但当180℃以上无H₂O存在时，催化剂能够促进硫酸铵盐与NO之间的反应，并且，硫酸根的形成可以使催化剂表面产生新的酸性位进而提高对NH₃的吸附能力，因此，这时SO2的存在不仅无 害，相反还能进一步提高V₂O₅/活性炭催化剂的脱氮性能。

Wang等研究了利用负载V₂O₅的蜂窝活性炭催化剂体系同时去除SO₂和NO，并与颗粒活性炭体系催化剂、粉末活性炭体系催化剂进行对比。实验表明：在大约200℃时，在蜂窝活性炭上负载2%(质量分数)的V₂O₅时对SO₂和NO的去除表现更好，选择催化还原性显著增强。催化剂经5%(体积分数)NH₃/Ar再生后用于去除SO₂时，不仅去除率稍有增加，而且选择催化还原性更有显著增强。但蜂窝活性炭制备过程中，微孔、表面积、SO₂和NO去除率都会因黏结剂的使用而显著减少。

最近，国内山西煤化所制备出新型负载V₂O₅蜂窝状AC，将其应用于同时脱硫脱氮的实验研究。研究表明：对于SO₂，当温度为423K或者453K时，V₂O₅/AC的吸附容量为5.5%。当V₂O₃的负载含量从1%升高到3%时，SO₂的吸附容量会相应从4.5%上升到5.9%。该研究证明了V₂O₅/AC在低温下可以有效地对烟气进行脱硫脱氮，为今后的工业化实践提供了有效的参考。 Davini对比了负载在AC上的钒、镍、钴、铁和锰类金属氧化物对SO₂脱除的影响。实验发现上述各类金属氧化物的催化活性的前后次序为：钒、铁、镍、钴、锰。混合气体中O₂的存在有助于提高AC的吸附容量，与未负载金属的AC相比，其吸附容量提高了10%左右，与负载了钒的AC相比，吸附量提高的幅度更大。在此情况下，金属妨碍了SO₂在AC上的固定，并且催化SO₂转变成其他更为稳定的形态(由于O₂的存在)。当O₂和H₂O同时存在时，水蒸气吸附在AC上时使得SO₂或者其转变后的产物在AC上溶解，促进了SO₂的继续吸附，因此，V₂O₅/AC的吸附容量进一步提高。可以得出结论：当金属和水分同时存在时，催化和溶解共同作用，SO₂处理效果比较好。另有实验表明，当钒的含量为0.3%(质量分数)时，SO₂的转化效果较好。 Carabineiro等研究了293K时，以Ba、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Pb、V及其二元混合物浸渍的AC对SO₂的吸附行为，发现V和Cu的混合物浸渍的AC具有zui佳的脱硫效果，且二者具有协同效应。