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沸石是一种材料,具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能,因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂。现有研究中,以沸石为催化剂载体负载各种活性物质制成催化剂的工作有很多。然而绝大部分的研究都集中在活性物质的种类、负载量、复合活性物质上,对于作为载体的沸石本身研究不多。本文采用水热合成法在实验室条件下合成纳米级ZSM-5沸石,再利用浸渍法对ZSM-5进行改性,负载Cu作为催化活性物质,考察了不同尺寸的沸石作为催化剂载体制成的Cu/ZSM-5在SCR脱硝反应中的催化效果的差异。具体研究内容及结果如下:首先采用水热合成法合成ZSM-5沸石,通过改变分散剂种类,水解时间,水热反应温度,水热反应时间,Si/Al比等条件调整产物晶体尺寸,利用SEM图片观察产物尺寸及形貌,利用XRD验证产物是否ZSM-5沸石,以及其结晶度。通过实验条件的调整,发现引入有机分散剂,延长水解时间,适当降低水热温度,延长水热反应时间有利于降低沸石尺寸,并合成了最小平均尺寸为60nm的沸石样品。然后通过浸渍法,以80nm尺寸沸石样品为载体,合成了不同Cu负载量的Cu/ZSM-5催化剂,同时以尺寸为300nm的沸石样品为载体合成催化剂,作为实验对照。对试样进行能谱分析,检测其中Cu的负载量,推测Cu的负载形式,同时辅以BET测试催化剂的比表面积。结果表明:Cu负载量在5%以下时,基本以离子交换的形式进入沸石骨架结构内,成为催化活性中心;超过5%负载量后Cu会部分以CuO颗粒形态存在于催化剂表面;纳米级沸石做载体的催化剂拥有更大的比表面积与孔体积。在模拟脱硝反应器上对催化剂的性能进行了实验。数据证明,对于同样的反应温度下,纳米尺寸沸石载体制成的催化剂总有更好的反应效果,同时对于相同的脱硝要求,能有更宽的反应温度区间。通过调节配气比例测定了进气中还原剂NH3投放量,O2投放量对反应结果的影响,结果表明NH3最佳投放比例是n(NH3):n(NO)=1:1,O2在200℃的低温SCR反应中提高到6%可以有效提高脱硝效率,350℃左右的高温SCR反应中O2只要不低于3%脱硝效率便几乎不受影响。