以含釩化合物為活性組分的釩系催化劑是最重要的催化氧化催化劑系列之一,選擇性催化還原（ＳＣＲ）氮氧化物、氧化脫氫等都要用到。工業(yè)上常用的釩系催化劑的活性組分有釩的氧化物、氯化物和配合物等多種形式， 但最常見(jiàn)的活性組分是含一種或幾種添加物的Ｖ_２Ｏ_５， 以 Ｖ_２Ｏ_５為主要成分的催化劑幾乎對(duì)所有的氧化反應(yīng)都有效。

釩系催化劑的制備方法

制備技術(shù)是釩系催化劑研究的一個(gè)重要方面， 制備工藝和技術(shù)直接影響催化劑的結(jié)構(gòu)與性能。

目前國(guó)內(nèi)外在催化劑成型基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)創(chuàng)新方面的報(bào)道仍不多見(jiàn)， 釩系催化劑的制備方法主要可歸納為混碾法、浸漬法和溶膠－凝膠法 ３ 種， 實(shí)際操作中往往是兩種方法并用。

1、混碾法

混碾法是將 ２ 種或 ２ 種以上物質(zhì)通過(guò)機(jī)械作用混合碾壓來(lái)制備催化劑的方法。其優(yōu)點(diǎn)在于方法簡(jiǎn)單、容易操作， 可自動(dòng)化生產(chǎn)； 缺點(diǎn)是混料不均、操作過(guò)程對(duì)催化劑性能影響較大。多組分催化劑在成型之前都要經(jīng)歷這一操作。目前我國(guó) ＳＯ_２ 氧化制酸用釩系催化劑的制備即是使用混碾法， 混合工序在輪碾機(jī)上進(jìn)行， 其制備流程如圖 １ 所示。一方面將天然硅藻土經(jīng)預(yù)處理以除去雜質(zhì)并改善物性結(jié)構(gòu)， 得到精制硅藻土； 另一方面將 Ｖ_２Ｏ_５ 用 ＫＯＨ 溶液溶解并除去雜質(zhì)， 經(jīng)一定量的 Ｈ_２ＳＯ_４ 中和得到 Ｖ_２Ｏ_５－ Ｋ_２ＳＯ_４ 混合料漿。最后將此料漿與精制硅藻土及適量硫磺加入輪碾機(jī)上充分碾壓成塑性物料， 放入螺桿擠條機(jī)成型， 再經(jīng)后處理即得催化劑成品。

2、浸漬法

浸漬法是以浸漬為關(guān)鍵步驟的一種催化劑制造方法。浸漬法生產(chǎn)釩催化劑工藝流程如圖２所示，基本做法是將載體放進(jìn)含釩活性物質(zhì)的液體或溶膠中浸漬，待達(dá)到浸漬平衡后，將剩余的液體除去，再進(jìn)行干燥、焙燒、活化等后處理工序即成。浸漬法是一種簡(jiǎn)單易行且經(jīng)濟(jì)的方法， 其優(yōu)點(diǎn)在于：可以使用既成外形和尺寸的載體， 省去催化劑成型的步驟；可以選擇比表面積、孔半徑、機(jī)械強(qiáng)度等催化劑所需物理結(jié)構(gòu)特性的載體； 活性組分利用率高、用量少。缺點(diǎn)是催化劑活性物質(zhì)在載體橫斷面的分布不均勻，浸漬在載體吸附活性組分的同時(shí)也吸附其余組分。

3、溶膠－ 凝膠法（Ｓｏｌ－ ｇｅｌ）

溶膠－凝膠法是一種新興的催化劑制備方法，最初用在金屬醇鹽水解和膠凝化制備氧化物薄膜上，后來(lái)推廣到催化劑上。其主要制備步驟是將前驅(qū)物溶解在水或有機(jī)溶劑中形成均勻的溶液，溶質(zhì)與溶劑產(chǎn)生水解或醇解反應(yīng)，反應(yīng)生成物聚積成 １ｎｍ 左右的粒子形成溶膠，再濃縮成透明凝膠，凝膠經(jīng)干燥、熱處理后得到所需要的催化劑。該法的優(yōu)點(diǎn)是催化劑粒徑小、純度高，反應(yīng)過(guò)程易控，操作容易，設(shè)備簡(jiǎn)單，焙燒溫度低，因此受到廣泛重視。在釩催化劑的制備中，通常是以含釩的化合物或配合物經(jīng)預(yù)處理得到釩的前驅(qū)體，再經(jīng)過(guò)后處理工藝得到釩催化劑。

釩系催化劑應(yīng)用于煙氣脫硫脫氮

當(dāng)今工業(yè)排放氣體中廣泛含有的 ＳＯ_ｘ 和 ＮＯ_ｘ 已經(jīng)對(duì)人類健康和自然界的生態(tài)平衡造成了極其嚴(yán)重的危害，世界各國(guó)都在重視煙氣脫硫脫氮技術(shù)的研究。在煙道氣 ＳＯ_ｘ 的處理中，根據(jù)氣體濃度和工廠實(shí)際條件， 有各種脫硫方法，但是將 ＳＯ_２ 氧化成 ＳＯ_３，再用水或稀硫酸吸收的工藝一直受到人們的重視，即如硫酸生產(chǎn)中用釩催化劑的催化法［１６］。例如美國(guó)圣路易市Ｗｏｏｄ Ｒｉｖｅｒ 電廠的煙道氣脫硫技術(shù)即是典型例子。在煙道氣中ＮＯ_ｘ 的含量與 ＳＯ_ｘ 相近， 但對(duì)人類健康的威脅卻超過(guò)ＳＯ_ｘ， 因此， 對(duì) ＮＯ_ｘ 控制更為重要。釩系催化劑在選擇性催化還原脫出 ＮＯ_ｘ 中應(yīng)用前景廣闊。將 Ｖ_２Ｏ_５ 擔(dān)載在活性炭（ＡＣ）上制得的Ｖ_２Ｏ_５／ＡＣ 催化劑在 ２００℃時(shí)可以同時(shí)脫除煙氣中的  ＳＯ_２ 和 ＮＯ， 其效果比純活性炭強(qiáng)， 且再生后釩催化劑的脫硫脫氮能力還會(huì)增強(qiáng)。面對(duì)當(dāng)前日益嚴(yán)重的環(huán)境壓力， 開(kāi)發(fā)用于處理不同來(lái)源煙氣的釩系催化劑， 以實(shí)現(xiàn)更大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益， 更具有重要意義。

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