硫化NiW/Al2O3上H2同时催化还原SO2和NO的反应机理

研究了硫化NiW/Al2O3催化剂上的NO分解反应、H2还原NO反应以及H2同时还原NO和SO2反应.在活性评价及XRD和XPS表征的基础上提出了H2同时催化还原SO2和NO的反应机理.结果表明,NO在硫化催化剂上可以完全分解,但由于催化剂晶格硫遭到严重氧化,因此还伴随着SO2的生成.该氧化作用导致了催化剂中晶格硫的大量流失和催化剂的失活;在NO反应体系中引入等摩尔的H2后,晶格硫的流失速度减缓,流失程度得到一定抑制.这是因为H2能与晶格硫竞争消耗NO解离出的Oad,此外,被氧化的晶格硫一部分还可进一步被还原,返回到催化剂晶格;在SO2和NO同时还原体系中,550℃时,SO2和NO的转化率都可达到100%,单质硫产率超过90%.稳定性测试表明,10 h后催化剂仍能保持高活性,没有发生失活.这主要是因为反应气中的SO2能够被H2还原为元素硫物种,从而可以对晶格硫进行源源不断的补充.     

催化剂载体γ-Al2O3上NO对SO2的氧化吸附

通过研究催化剂载体γ-Al2O3在423K吸附温度和不同气氛(有氧和无氧)下NO和SO2的吸附曲线、吸附量,以及漫反射红外光谱(DRIFTS)分析,探讨了低温下在γ-Al2O3上NO对SO2的氧化吸附的影响．研究表明,低温下在γ-Al2O3上NO对SO2氧化吸附有促进作用,γ-Al2O3晶格氧直接参与了NO促进SO2氧化的反应,NO促进SO2氧化吸附的机理是：γ-Al2O3吸附NO形成的表面螯合亚硝基与邻位弱吸附的Al-O-SO2发生表面反应,使弱吸附的Al-O-SO2氧化生成稳定的SO4^2-,并产生氧空位,放出NO,气相中的氧补充氧空位生成晶格氧,使表面反应得以继续进行。