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复旦发明新型脱硝催化剂

  复旦大学环境科学与工程系教授唐幸福课题组研发出了同时抗碱金属和抗SO2(二氧化硫)的新型脱硝催化剂。这项技术可有效控制PM2.5前体物氮氧化物的排放,对减少大气中氮氧化物转化形成的二次颗粒污染物有着重要的积极作用。相关成果日前发表于《环境科学与技术》,该论文第一作者为复旦大学博士生黄志伟。

  解决雾霾问题,必须脱硫脱硝双管齐下。烟气脱硫可控制硫化物造成的大气污染,唐幸福告诉《中国科学报》记者,控制氮氧化物排放就是“脱硝”,即将有害的氮氧化物转化为无毒无害的氮气的过程。选择性催化还原氮氧化物的烟气脱硝技术(SCR)应用广泛,在催化剂的作用下将氮氧化物(主要是一氧化氮)还原为对大气没有影响的氮气和水。其中,催化剂开发是核心。

  据唐幸福介绍,烟气环境中的碱金属和SO2是SCR催化剂两种最主要的毒物。一旦催化剂的活性位被这些毒物占据,SCR反应就不会再继续,催化剂就会表现出“中毒”,然后失去活性,丧失作用。传统催化剂在毒物浓度非常高的情况下,需要经常更换。现有的商品化催化剂中,还没有既能有效抗碱金属又能抗SO2中毒的产品。

        唐幸福课题组突破传统瓶颈,研发出了同时抗碱金属和抗SO2的新型脱硝催化剂,在新型脱硝催化剂上同时设计了催化活性位和碱金属捕获位,即使催化剂毒物碱金属预先占用了活性位,碱金属也会自发迁移到捕获位上,并重新释放催化活性位。此外,碱金属与捕获位结合十分稳定,脱硝反应则仍将在活性位上进行。此外,新型催化剂比传统催化剂寿命提高10倍以上,该技术可广泛应用于火电厂、重工业、汽车等源头的氮氧化物排放控制。

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