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南工大研发无钒稀土基脱硝催化剂

市场资讯 11.02 10:50

(来源:中化新网)

中化新网讯 近日,南京工业大学材料科学与工程学院沈岳松教授团队研发的环境友好型无钒稀土基脱硝催化剂,荣获第26届中国国际工业博览会创新引领奖。

脱硝催化剂是工业烟气治理的关键材料,传统的钒基催化剂含有活性组分五氧化二钒,在使用和废弃处置过程中存在环境风险。为寻找绿色“替身”,沈岳松团队深入研究脱硝反应机理,分析不同催化材料性能,最终将目光投向我国资源丰富的轻稀土元素铈。

然而,工业烟气脱硝需要氨气参与反应,氧化铈表面偏碱性,对氨气吸附能力不足。此外,烟气中的二氧化硫等还会导致催化剂失活。团队通过多组分协同催化设计,将铈与锡、钨等元素结合,构筑表面酸性较强的铈基复合氧化物,改善了氨气吸附能力,提升了催化剂脱硝性能、抗硫中毒能力和热稳定性,使稀土铈基复合氧化物逐步具备替代传统钒基催化剂的条件。

要让新材料真正应用于工业生产,还必须解决制造工艺难题。“催化剂粉体黏性不足、塑性较差,难以挤成薄壁、多孔的蜂窝式催化剂,干燥、焙烧过程易开裂。”团队成员刘优林介绍,为此,团队研制特种黏结剂和造孔剂,构建珊瑚状微结构,破解瘠性铈基料难成型瓶颈,开发出高强度蜂窝式催化剂先进智能制造量产技术。最终,稀土基催化剂的强度、硬度较传统钒基催化剂提高2至3倍,使用寿命延长1倍。

如今,团队与山东天璨环保科技有限公司合作建成全球最大的稀土基脱硝催化剂生产基地,年产能达5万立方米。相关产品应用于中国华能、国家能源、中石化等企业的600多项脱硝工程,累计减排氮氧化物约300万吨。

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