目前，环境问题越来越严重，氮氧化物作为污染源备受关注，燃煤催化脱硝技术发展迅速，其中SCR技术在200℃以下的反应温度可以有效地将NOx转换为N2。从脱硝技术的反应机理出发，总结了目前的SCR脱硝技术，展望了低温催化脱硝的发展。

随着环境的恶化，相关部门加强了氮氧化物(NOx)的排放标准，从2021年7月1日开始，要求新锅炉和原锅炉的排放参考GB13271-2014标准[1]，对NOx的排放提出了新的排放标准。原锅炉要求不足400mg/m3，新燃煤锅炉不足300mg/m3，新燃油锅炉不足250mg/m3，新燃气锅炉不足200mg/m3，SCR技术作为比较成熟的脱硝技术，具有良好的发展和运用前景。

NOx会导致酸雨和光化学烟雾，控制NOx排放势在必行。从经济性和适用性上，目前被全世界范围内广泛接受的是氨选择催化还原SCR脱硝技术。NH3-SCR技术的成熟，广泛研究其核心催化剂SCR，形成了以V2O5/TiO2系为中心的商业催化剂，活性温度为320~450℃，可以避免SO2和NH3反应产生的NH4HSO4和(NH4)2S2O7阻塞催化剂的孔结构，催化剂生效。

从可持续发展的角度来看，排烟温度为120~200℃的高效催化催化剂成为当前研究的热点，避免锅炉改造，加热烟雾，降低了操作成本和能源消耗。

1SCR法的反应机理

目前，低温SCR脱硝技术应用于发电站的电站锅炉，其具体原理是通过催化剂将氨、二氧化碳或碳氢化合物作为还原剂，使空气中的NOx逐渐恢复到N2，促进脱硝效果的实现。

自1970年以来，SCR技术发展迅速，该反应机理也受到重点研究，目前公认的机理有Eley–Rideal机理(E–R)和Langrnuir–Hinshelwood机理(L–H)[2]E–R机理是指反应物中的NH3或NOx通过化学吸附吸附在催化剂表面，与气体中的NOx或NH3相互反应。

L–H机理反应是反应物中的NOx和NH3首先在催化剂表面进行化学吸附，反应是通过化学吸附状态组分–NOx和–NH3之间进行[3]，其主要化学反应如下:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

2NH3+NO+2→2N2+3H2O

3NH3+6NO2→7N2+12H2O/p>2催化剂的类型

2.1金属氧化催化剂

2+2+3H2+3H2O

3+3P>3N+7NO2+7NO2+7N2+12+12+12H2+12O2+2+2+2+2P>2但是，以上被工业广泛使用的催化剂反应温度条件高，不符合烟道出口的温度，能源消耗高。学者PENA将V、Cr、Mn、Fe等金属负荷作为TiO2最催化剂时，发现低温时Mn元素在反应中呈现出多种价格状态，因此Mn的脱硝效果最好，N2的选择性高[4-5]。

KANTCHEVA[6]采用insituFTIR技术研究MnOx/TiO2催化剂低温时的脱硝过程，结果发现低温时Mn元素的价格状态可以吸附不同结构的硝酸盐，如NO–/NOH和NO2/NO和O2，这些硝酸盐在催化剂表面热稳定性低，因此低温脱硝时效果好。

WU等[7]用共同沉淀法制备MnOx/TiO2，150~250℃时NO转化率达到90%以上，Mn/Ti的摩尔比在0.4以下时，随着Mn含量的增加脱硝效率的提高，氧浓度达到3%时脱硝效果最好，WU将过渡元素(Fe、Cu、Ni、Cr)添加到MnOx/TiO2催化剂中

燕志勇等[8]利用共同沉淀法制作V2O5-WO3-Moo3/TiO2，V/W/Mo/Ti的摩尔比为0.03、0.15、0.3时效率最高。学者发现过渡元素的混合可以大大提高催化剂的活性，主要代表铁元素、LONG等[9]将Fe和Mn负载到TiO2，Mn/Fe为1:1时，催化剂活性高切N2的选择性高。

刘伟等[10]用湿法浸泡制成的Ce–Mn/TiO2催化剂在120℃时，NO转化率保持在95%以上。Al2O3热稳定性高，能够防止催化剂结焦，并且表面的面部结构疏松，比表面积大，有利于氮含物的吸附，因此在SCR催化剂研究制备中有着广泛的应用。

RAMIS等制备Fe2O3/Al2O3催化剂，在脱硝反应中取得优异成果，戴韵将Mn混入Cuo/γ-Al2O3催化剂时，随着Mn加入Cuo的分散度也提高，Mn与Cu的相互作用促进了氮氧化物的吸附。

2.2分子筛催化剂

分子筛目前应用广泛，具有优异的吸附性能，稳定性好，催化剂抗毒能力强，大大弥补了金属氧化物催化剂的缺点，是SCR催化剂研究受欢迎的多孔材料，常见的是ZSM–5、SAPO–34、SBA–15、MCM–41。Masakazu等于1986年发现，Cu/ZSM–5在低温下对NO有良好的催化性能，人们开始深入研究ZMS–5。

LONG等利用离子交换法制备Fe/ZSM–5，比Fe/TiO2催化剂具有更好的脱硝活性，NO达到100%转化率所需的温度区间低。根据ZHOU等[4]的研究，利用浸渍法得到的Fe–Ce–Mn/ZSM–5催化剂，NO在转化率达到95%时温度区间为200~400℃。

BIN等研究获得Cu-ZrZSM–5催化剂，该催化剂在宽温度区间(167~452℃)可使NO转化率达到100%，远远优于Cu/ZSM–5。Raquel等利用SAPO–34分子筛，用一步法制作Cu/SAPO–34，研究表明该催化剂在低温下具有高选择性和优异的热稳定性能。

Zhang等利用SBA-15型分子筛直接合成法制作了一系列双金属催化剂-Fe-Mo–SBA-15。研究表明，制作的样品中，无一例外呈现六边形中孔结构，而且多金属催化剂的活性，比单金属大幅度提高，Fe能够促进Mo在分子筛上有效分散的Mo还能够提高分子筛孔结构的秩序性，两者相互促进，提高活性。

Liang等通过一步法，在SBA-15制作Al-SBA-15催化剂，发现该催化剂具有较厚的孔壁和较强的酸性，在浸渍法负载Mn后，Mn/Al-SBA-15具有较好的低温脱硝活性。近年来，MCM-41也备受瞩目，MCM-41的有序介孔材料是一种新型纳米结构材料，具有孔六方有序排列、大小均匀、孔径2~10nm连续调节、比表面积大等特点。

Qiu等采用水热合成和浸渍法制作Cu/MCM–41，当Cu负荷达到10%时，发现催化剂脱硝效果最好。综上可见，分子筛具有结构稳定、排列有序、比表面积大等特点，金属在分子筛中分散度好，所以在催化脱硝中，具有良好的表现。

2.3碳材料催化剂

碳原子在自然界中有多种特异结构，表现出出色的延展性，比表面积大，导热性能优良等特点，因此被利用作为SCR催化剂载体，目前主要有活性炭纤维，活性炭碳纳米管等形式。MUNIZ等[13]研究表明，聚丙烯酰胺基ACF(PAN-ACF)的脱硝效果最好，ACF比表面积减少时SCR活性最高。

YOSHIKAWA等[14]Mn2O3/ACF脱硝活性最高，150℃氮氧化物转化率达92%。GREGORIO等将VCRNI分别负载在ACF上，活性顺序为Fe>的Mn>；V>；Cr>；Ni。

3总结与展望

主要总结了一些脱硝催化剂的优缺点，低温SCR技术具有良好的应用前景，但目前SCR技术投资和运行成本高，成为我国发展SCR技术的难关。随着学者们的不懈努力，相关研究的深入，低温SCR脱硝催化剂的制备一定会有很大的发展，技术成本也会相应降低。