謝玉仙，劉濤，蘇勝，劉利軍，鐘毓秀，馬智偉，許凱，汪一，胡松，向軍

（1 華中科技大學(xué)煤燃燒國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074； 2 武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430205）

引 言

近年來(lái)，隨著相關(guān)部門對(duì)電力行業(yè)排放要求越來(lái)越嚴(yán)，其NOx超低排放基本已達(dá)標(biāo)。但工業(yè)窯爐的煙氣污染物控制技術(shù)當(dāng)前不及電力行業(yè)完善。近年來(lái)，工業(yè)窯爐排放的NOx不斷上升，目前已占全國(guó)NOx排放量的半數(shù)以上[1]。目前我國(guó)執(zhí)行的燃煤NOx超低排放標(biāo)準(zhǔn)限值為50 mg∕m3，燃?xì)釴Ox超低排放標(biāo)準(zhǔn)限值為20 mg∕m3。且2019 年7 月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理方案》，其中提出了對(duì)于水泥、建筑材料、化工制造等相關(guān)行業(yè)的工業(yè)窯爐，其NOx排放限值不得高于300 mg∕m3，因此實(shí)現(xiàn)工業(yè)窯爐NOx超低排放已勢(shì)在必行。

目前，選擇性催化還原（selective catalytic reduction,SCR）脫硝技術(shù)是最為高效且成熟工業(yè)化使用的脫硝技術(shù)，該技術(shù)的核心是SCR 催化劑。電站鍋爐煙氣脫硝中常用的商業(yè)催化劑為釩鈦系催化劑，其在300～400℃溫度窗口內(nèi)具有優(yōu)異的脫硝效果。然而，非電行業(yè)（鋼鐵、玻璃和水泥等）鍋爐產(chǎn)生的相對(duì)較低的煙氣溫度（100～200℃）使得商業(yè)釩鈦系催化劑不能直接用于煙氣脫硝。目前，有很多研究提出了具有較好脫硝性能的低溫SCR 催化劑[2-8]，如具有優(yōu)異低溫SCR 脫硝活性的MnOx催化劑，并進(jìn)行了一定的示范應(yīng)用，如對(duì)活性炭負(fù)載錳基催化劑低溫脫硝性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，但錳基催化劑仍存在穩(wěn)定性差、溫度窗口窄等問(wèn)題，導(dǎo)致其在工業(yè)應(yīng)用上仍存在局限。因此，經(jīng)過(guò)對(duì)釩鈦催化劑活性組分進(jìn)行一定調(diào)整（如提高釩含量等），并結(jié)合工業(yè)窯爐技術(shù)改造后，使用釩鈦系催化劑脫硝是目前工業(yè)窯爐煙氣脫硝最有應(yīng)用前景的技術(shù)之一，且已被應(yīng)用到實(shí)際工藝過(guò)程中[9-10]。另一方面，工業(yè)窯爐不僅煙氣溫度低，且煙氣成分十分復(fù)雜，例如其氧含量可高達(dá)15%，遠(yuǎn)高于常規(guī)燃煤電廠煙氣氧含量（6%～8%），可能會(huì)對(duì)SCR 催化劑脫硝性能造成影響。鄒鵬[11]研究發(fā)現(xiàn)在無(wú)氧條件下，釩鈦催化劑的NO 轉(zhuǎn)化率僅為50%，提高O2含量可以增大NO 脫除率。此外，刁勤超[12]研究了O2體積分?jǐn)?shù)從0 增加至5%時(shí)對(duì)釩鈦系催化劑脫硝活性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著O2體積分?jǐn)?shù)在1%～3%內(nèi)變化，催化劑SCR 脫硝活性增強(qiáng)。曹政[13]發(fā)現(xiàn)O2含量小于2%時(shí)，轉(zhuǎn)化率隨O2含量的增加而迅速升高；O2含量大于2%后，轉(zhuǎn)化率增加不明顯。此外，吳撼明等[14]發(fā)現(xiàn)在自制的V-W-Ti-Si∕堇青石催化劑上，NO、NH3和O2的反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為0.93、0、0.24，反應(yīng)活化能為25.99 kJ∕mol，證明O2含量變化會(huì)對(duì)催化劑的脫硝性能產(chǎn)生明顯影響?？紤]到工業(yè)窯爐煙氣中O2含量普遍偏高的特征，且當(dāng)前O2含量對(duì)NH3-SCR 脫硝反應(yīng)過(guò)程的影響機(jī)理尚不清楚，因此針對(duì)不同O2含量條件下釩鈦系催化劑NH3-SCR 脫硝性能及其反應(yīng)機(jī)理開(kāi)展系統(tǒng)研究，這對(duì)工業(yè)窯爐NOx超低排放技術(shù)發(fā)展具有重要意義。

本文基于工業(yè)窯爐煙氣氧含量較高的特征，制備了不同V2O5負(fù)載量的釩鈦催化劑，研究了O2含量對(duì)催化劑SCR 脫硝活性影響，并結(jié)合BET、XRD、NH3-TPD 及原位紅外等方法對(duì)催化劑物理化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析，以揭示不同O2含量對(duì)釩鈦催化劑NH3-SCR 脫硝反應(yīng)過(guò)程的影響機(jī)理，以期為工業(yè)窯爐煙氣采用釩鈦SCR 催化劑實(shí)現(xiàn)深度脫硝提供基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及方法

1.1 催化劑制備

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先采用超聲輔助浸漬法制備了不同V2O5負(fù)載量的釩鈦催化劑[7,15]。制備過(guò)程中按V2O5負(fù)載量稱取不同量的偏釩酸銨，完全溶解于50 ml 去離子水中，將5 g TiO2載體（P25，德固賽）分別加入上述溶液。使配好的混合溶液在60℃下攪拌1 h 后，將燒杯放置于超聲發(fā)生器中，在60℃條件下超聲浸漬3 h，使得溶液中的水分慢慢蒸發(fā)，這樣處理可以使浸漬的活性組分充分與載體混合，并均勻地分散在載體表面。超聲結(jié)束后剩余的殘留物在105℃干燥8 h，然后在空氣氣氛下使用馬弗爐500℃煅燒2 h。最后將得到的塊狀物研磨、篩分成0.069～0.3 mm 的均勻粉末用于活性測(cè)試。該催化劑表示為xVTi，其中x表示V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，例如1VTi 表示V2O5負(fù)載量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。

1.2 催化劑性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)

催化劑脫硝性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1 所示，系統(tǒng)包括質(zhì)量流量計(jì)、混氣瓶、加熱爐、石英反應(yīng)器、溫度控制器、煙氣在線分析等裝置。實(shí)驗(yàn)所需氣體包括NO、NH3、O2和N2。配制的模擬煙氣組成為：5%NO、5%NH3，O2含量分別為0、4%、6%、8%、10%、15%，N2為平衡氣體。各氣體流量由相應(yīng)的質(zhì)量流量計(jì)控制，模擬煙氣的總流量為1000 ml∕min，空速為80000～100000 h-1，實(shí)驗(yàn)反應(yīng)溫度為150～400℃。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用KM9106 煙氣分析儀在線測(cè)量反應(yīng)前后煙氣組分的濃度。在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的每個(gè)溫度下，待實(shí)驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后記錄NO 的濃度。催化劑脫硝效率η及N2選擇性分別定義為:

圖1 SCR脫硝性能測(cè)試裝置Fig.1 Device of SCR denitration performance test

式中，[NOx]in、[NOx]out分別為進(jìn)口和出口煙氣中NOx的濃度，mg∕m3；[NH3]in、[NH3]out分別為進(jìn)口和出口煙氣中NH3的濃度，mg∕m3；[N2O]out為反應(yīng)過(guò)程中生成N2O的濃度，mg∕m3。

1.3 表征分析方法

研究過(guò)程中，催化劑的比表面積（BET）使用Micromeritics ASAP 2020 儀器測(cè)得。樣品的晶相結(jié)構(gòu)（XRD）通過(guò)X’pert PRO 衍射儀測(cè)得，XRD 譜圖掃描的2θ范圍為20°～80°。樣品的X 射線光電子能譜（XPS）在Thermo Scientific NEXSA 光譜儀上利用單色Al Kα輻射源在室溫下獲得，實(shí)驗(yàn)中各元素結(jié)合能根據(jù)C 1s值（284.8 eV）進(jìn)行校正。

NH3程序升溫脫附（NH3-TPD）在帶有熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）的Micromeritics ChemiSorb 2720 儀器上進(jìn)行。在NH3-TPD 實(shí)驗(yàn)中，將100 mg樣品置于U 形石英管中，在300℃利用氦氣（30 ml∕min）吹掃1 h 除去表面雜質(zhì)，將樣品冷卻至50℃，在3%NH3∕He（30 ml∕min）氣氛下吸附NH3至飽和。NH3吸附后，用氦氣吹掃樣品1 h 以去除物理吸附的NH3。當(dāng)TCD 的基線達(dá)到穩(wěn)定后，將樣品以10℃∕min 升溫速率加熱至800℃，并記錄TCD信號(hào)。

原位紅外（FTIR）實(shí)驗(yàn)在帶有MCT 探測(cè)器的Thermo-Nicolet IS50 紅外光譜儀上進(jìn)行，紅外光譜的采集范圍為4000～400 cm-1，分辨率為4 cm-1。將樣品放置于原位池中，并用N2在300℃下預(yù)處理1 h以去除吸附的雜質(zhì)，然后降溫至反應(yīng)溫度（250℃）采集背景及測(cè)試。當(dāng)光譜不再變化時(shí)，將混合好的反應(yīng)氣體通入紅外池中，連續(xù)采集樣品的原位紅外光譜。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 O2含量對(duì)催化劑脫硝性能的影響

圖2 顯示了在300℃條件下不同V2O5負(fù)載量SCR 催化劑脫硝效率隨O2含量的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，V2O5負(fù)載量為1%時(shí)，脫硝效率隨著O2含量增加呈現(xiàn)先上升后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)；當(dāng)V2O5負(fù)載量為2.5%時(shí)，隨著O2含量增加，脫硝效率持續(xù)保持上升趨勢(shì)，但隨著O2含量逐漸升高至較高濃度，脫硝效率增加趨緩。這表明隨著反應(yīng)氣氛中O2含量增加，釩鈦催化劑的脫硝活性提升，并且催化劑V2O5負(fù)載量越高，O2含量上升對(duì)其脫硝活性提升的影響越明顯。此外，實(shí)驗(yàn)研究了在300℃條件下O2含量對(duì)催化劑N2選擇性的影響，結(jié)果如圖3所示。不同O2含量下催化劑的N2選擇性均大于75%，當(dāng)O2含量升高時(shí)，N2選擇性略有下降，下降速率逐漸減小后趨于穩(wěn)定。N2選擇性下降主要是由于NH3過(guò)度氧化導(dǎo)致生成的N2O等氮氧化物增多。

圖2 300℃下xVTi催化劑脫硝效率隨O2含量的變化Fig.2 Variation of denitration efficiency of xVTi catalyst with O2 content at 300℃

圖3 300℃下xVTi催化劑N2選擇性隨O2含量的變化Fig.3 Variation of N2 selectivity of xVTi catalyst with O2 content at 300℃

實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究了V2O5負(fù)載量分別為1%、2.5%、4%催化劑在不同O2含量下NH3-SCR 脫硝活性，結(jié)果如圖4 所示。從圖4 可以明顯看出，在150～400℃溫度范圍內(nèi)隨溫度升高，催化劑的脫硝效率均呈現(xiàn)先增加后逐漸不變的變化趨勢(shì)。隨著V2O5負(fù)載量增加，催化劑保持較高脫硝活性的溫度窗口變寬，并呈現(xiàn)向低溫區(qū)擴(kuò)展移動(dòng)的趨勢(shì)[16-17]。如圖4所示，在200～300℃溫度區(qū)內(nèi)隨著O2含量增大，高釩含量催化劑脫硝效率上升更明顯，表明O2含量對(duì)高釩含量釩鈦催化劑的影響比低釩含量更加顯著，這可能與釩對(duì)氧的運(yùn)輸有關(guān)。

圖4 xVTi催化劑在不同O2含量下脫硝效率隨溫度的變化Fig.4 NOx conversion as a function of temperature for xVTi catalysts at different oxygen contents

2.2 O2含量對(duì)催化劑物理化學(xué)性質(zhì)的影響

2.2.1 O2含量對(duì)催化劑比表面積與晶相的影響 新鮮催化劑以及在不同O2含量條件下反應(yīng)后的催化劑比表面積如表1 所示。表征分析結(jié)果顯示，V2O5負(fù)載量在1%～4%內(nèi)，催化劑比表面積并未發(fā)生明顯變化，說(shuō)明V2O5負(fù)載量在1%～4%內(nèi)，活性物質(zhì)未引起載體孔隙堵塞。此外，各種催化劑在不同O2含量條件下反應(yīng)后比表面積未發(fā)生明顯變化，表明在0～15%O2含量條件下，NH3-SCR 反應(yīng)未造成催化劑的孔隙堵塞，催化劑始終保持了穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)特性。催化劑在不同O2含量下反應(yīng)后XRD 譜圖如圖5所示。反應(yīng)前后樣品的XRD譜圖中可以觀察到銳鈦礦型和金紅石型TiO2特征衍射峰，它們歸屬于TiO2載體特征衍射峰。V2O5負(fù)載量為1%～4%，催化劑XRD 結(jié)果均未觀察到V2O5的衍射峰，這說(shuō)明V2O5負(fù)載量小于4%時(shí)，活性物質(zhì)在載體表面單層分散，未引起催化劑表面活性物質(zhì)團(tuán)簇。且在不同O2含量條件下反應(yīng)前后催化劑的XRD 譜圖未發(fā)生明顯變化，這也表明了不同O2含量條件對(duì)反應(yīng)過(guò)程中催化劑的晶相結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生影響。

圖5 xVTi催化劑的XRD譜圖Fig.5 XRD patterns of xVTi catalyst

表1 反應(yīng)前后催化劑的比表面積Table 1 BET surface area of the catalysts before and after reaction

2.2.2 O2含量對(duì)催化劑表面酸性質(zhì)的影響 研究

過(guò)程中，進(jìn)行了NH3-TPD 實(shí)驗(yàn)以分析催化劑表面酸性，結(jié)果如圖6 所示。從NH3-TPD 實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，隨著溫度從50℃升高至550℃，2.5VTi 催化劑化學(xué)吸附NH3出現(xiàn)三個(gè)解吸峰。峰Ⅰ（50～200℃）與弱酸位點(diǎn)有關(guān)，在NH3-SCR 反應(yīng)期間，弱酸位點(diǎn)與氣體混合物中穩(wěn)定的NH3弱結(jié)合，屬于物理吸附氨。峰Ⅱ（200～350℃）歸屬于中等強(qiáng)度的酸位點(diǎn)，屬于Br?nsted 酸性位點(diǎn)[16,18]。峰Ⅲ（350℃以上）對(duì)應(yīng)于強(qiáng)酸位點(diǎn)，屬于Lewis 酸位點(diǎn)，可吸附大量強(qiáng)結(jié)合NH3[18-19]。其中，弱酸性和中酸性位點(diǎn)有利于低溫下NH3的活化。從圖6可以觀察到，在15%O2含量下催化劑表面中等強(qiáng)度酸位點(diǎn)和強(qiáng)酸位點(diǎn)溫度均向低溫方向移動(dòng)，弱酸位點(diǎn)溫度幾乎無(wú)變化。對(duì)比圖6分析結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，釩鈦催化劑在不同O2含量下反應(yīng)主要消耗的是弱酸位點(diǎn)和中酸位點(diǎn)，高氧濃度條件可以促進(jìn)反應(yīng)過(guò)程中NH3與弱酸位點(diǎn)和中酸位點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定結(jié)合，加速催化劑表面的酸循環(huán)[18]，從而提高了NH3-SCR 脫硝效率，這與不同O2含量條件下催化劑NH3-SCR活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

圖6 2.5VTi催化劑反應(yīng)前后的NH3-TPD曲線Fig.6 NH3-TPD curves of 2.5VTi catalyst before and after reaction

2.2.3 O2含量對(duì)催化劑表面化學(xué)性質(zhì)的影響 為研究O2含量對(duì)催化劑表面化學(xué)性質(zhì)的影響，對(duì)催化劑樣品進(jìn)行了XPS 表征分析，催化劑表面V 2p 和O 1s 的XPS 分析結(jié)果如圖7 所示。V 2p 譜圖如圖7（a）、（b）所示，通過(guò)分峰擬合V 2p 光譜可被分為516.24～517.13 eV 和55.44～516.16 eV 兩個(gè)峰，分別歸屬于V5+和V4+[20]。具體峰位置及V5+∕(V5++V4+)表面百分比列于表2。通過(guò)對(duì)比不同O2含量條件下反應(yīng)前后V5+和V4+的相對(duì)含量，發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)中O2含量增加，V5+∕(V5++V4+)比例不斷增加，這說(shuō)明催化劑表面V5+在SCR反應(yīng)中發(fā)生了氧化還原循環(huán)，促進(jìn)反應(yīng)中間產(chǎn)物的形成，且高氧條件可以促進(jìn)被還原的V4+重新被氧化為V5+，使得催化劑表面V 離子一直保持較高價(jià)態(tài)，加快了V5+∕V4+氧化還原循環(huán)的過(guò)程，有利于催化劑SCR 反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物的吸附和活化[21-23]。

圖7（c）、（d）分別為1VTi 和2.5VTi 催化劑反應(yīng)前后的O 1s 譜圖，O 1s 通過(guò)分峰擬合可以分裂為531.5 eV和529.65～529.88 eV兩個(gè)特征峰，分別歸屬于表面化學(xué)吸附氧（Oα）和晶格氧（Oβ），Oα和Oβ的表面相對(duì)原子含量列于表2。分析結(jié)果顯示，2.5VTi催化劑表面Oα∕(Oα+Oβ)比例高于1VTi 催化劑，這表明V 負(fù)載量增加可促進(jìn)催化劑表面空位的形成，從而可促進(jìn)氣相氧的吸附并轉(zhuǎn)化為具有活性的化學(xué)吸附氧。反應(yīng)后催化劑表面Oα含量增加，表明催化劑反應(yīng)中消耗的Oα可以迅速得到補(bǔ)充。此外還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)O2含量從4%增加到15%時(shí)，反應(yīng)后1VTi 催化劑Oα含量變化不明顯，而2.5VTi催化劑Oα含量持續(xù)增加，這說(shuō)明增加V 負(fù)載量可以增強(qiáng)催化劑表面活性氧的運(yùn)輸能力，高含量化學(xué)吸附氧可以提升催化劑的低溫脫硝效率[24-25]。

表2 不同催化劑反應(yīng)前后的XPS結(jié)果Table 2 XPS results of different catalysts before and after reaction

圖7 xVTi催化劑反應(yīng)前后的XPS曲線Fig.7 XPS spectra of xVTi catalyst before and after reaction

2.3 O2 含量對(duì)釩鈦催化劑SCR 反應(yīng)過(guò)程的影響機(jī)理

上述結(jié)果表明，反應(yīng)過(guò)程中NH3（L）和NH+4（B）物種均為活性中間體。這兩種物質(zhì)會(huì)與氣態(tài)NO 快速反應(yīng)生成N2和H2O，其反應(yīng)過(guò)程遵循Eley-Rideal(E-R)機(jī)理。對(duì)比圖8（a）、（b）結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，較高氧濃度下，NH3（L）和NH+4（B）消耗得更快，SCR 反應(yīng)進(jìn)行得更加迅速，因此，在高氧濃度下催化劑表現(xiàn)出更高的催化活性。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)在較高氧濃度下，催化劑表面形成的硝酸鹽更多，這表明反應(yīng)中氧濃度增加可促進(jìn)硝酸鹽物種的形成。

圖8 250℃下NO+4%O2（a）和NO+15%O2（b）在預(yù)吸附了NH3的2.5VTi催化劑表面的原位紅外譜圖Fig.8 In situ FT-IR spectra of NO+4%O2（a）and NO+15%O2（b）on the surface of NH3 preadsorbed 2.5VTi catalyst at 250℃

2.3.2 NH3和預(yù)吸附NO+O2反應(yīng)過(guò)程分析 為進(jìn)一步探究催化劑表面產(chǎn)生的硝酸鹽是否參與SCR 反應(yīng)，進(jìn)行了催化劑表面NH3與預(yù)吸附的NO+O2反應(yīng)過(guò)程原位紅外光譜分析，結(jié)果如圖9 所示。圖9（a）顯示，在預(yù)吸附NO+4%O2后，出現(xiàn)了4 個(gè)紅外吸收峰，分別位于1600、1578、1386、1303 cm-1。其中1600 cm-1的峰屬于橋型硝酸鹽，1578、1386、1303 cm-1的峰屬于雙齒型硝酸鹽。通入NH3后，1578、1303 cm-1的峰在反應(yīng)30 min內(nèi)消失。說(shuō)明NH3可能與雙齒型硝酸鹽反應(yīng)從而降低其強(qiáng)度，雙齒型硝酸鹽為活性中間產(chǎn)物，但反應(yīng)速度較慢。

圖9（b）顯示，在預(yù)吸附NO+15%O2后，出現(xiàn)4 個(gè)紅外吸收峰，分別位于1604、1577、1371、1302 cm-1。其中1604 cm-1的峰屬于橋型硝酸鹽，1577、1371、1302 cm-1的峰屬于雙齒型硝酸鹽。通入NH3后，1604 cm-1的峰強(qiáng)度逐漸下降，5 min 后完全消失，這說(shuō)明吸附的橋型硝酸鹽與通入NH3進(jìn)行反應(yīng)并被完全消耗，同時(shí)位于1577、1371、1302 cm-1的峰在通入NH3后7 min 內(nèi)消失，這說(shuō)明在較高的氧含量條件下，橋型硝酸鹽和雙齒型硝酸鹽均會(huì)參與SCR 反應(yīng)，較高的氧氣濃度可能激活了橋型硝酸鹽的活性，并促進(jìn)其與NH3反應(yīng)。通入NH37 min 后，催化劑表面出現(xiàn)了新的紅外峰，分別位于1252、1399、3157、3354 cm-1，它們歸屬于NH3的吸附峰。以上結(jié)果表明，較高氧濃度條件下，橋型硝酸鹽和雙齒型硝酸鹽均為反應(yīng)過(guò)程活性中間產(chǎn)物，較高氧濃度可以促進(jìn)硝酸鹽物種的形成，并激活了橋型硝酸鹽的活性。

圖9 250℃下NH3在預(yù)吸附了NO+4%O2（a）和NO+15%O2（b）的2.5VTi催化劑表面的原位紅外譜圖Fig.9 In situ FT-IR spectra of NH3 on the surface of NO+4%O2（a）和NO+15%O2（b）preadsorbed 2.5VTi catalyst at 250℃

3 結(jié) 論

（1）NH3-SCR 脫硝反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)氣氛中較高O2含量對(duì)釩鈦催化劑的脫硝性能具有一定的促進(jìn)作用。在150～400℃的反應(yīng)溫度下，較高O2含量可一定程度提高釩鈦催化劑的低溫脫硝效率，且高O2含量對(duì)高釩含量的釩鈦催化劑脫硝效率促進(jìn)作用更顯著，催化劑釩負(fù)載量增加可使脫硝活性溫度窗口擴(kuò)展且向低溫區(qū)移動(dòng)。

（2）在不同O2含量下進(jìn)行的SCR 反應(yīng)并未引起催化劑比表面積和晶相結(jié)構(gòu)變化；高O2含量可以促進(jìn)反應(yīng)氣氛中NH3與催化劑表面弱酸位點(diǎn)和中酸位點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定結(jié)合，加速催化劑表面的酸循環(huán)；此外，高O2含量可促進(jìn)V4+重新被氧化為V5+，從而加快V5+∕V4+的氧化還原循環(huán)過(guò)程，上述酸循環(huán)和氧化還原循環(huán)過(guò)程的加快提高了高O2含量條件下催化劑NH3-SCR活性。

（3）不同O2含量條件下NH3（L）和NH+4（B）活性中間體與氣態(tài)NO 會(huì)快速反應(yīng)生成N2和H2O，但在高O2含量下NH3（L）消耗得更快，SCR 反應(yīng)進(jìn)行得更迅速；同時(shí)，高O2含量可以促進(jìn)硝酸鹽物種的形成，并激活了橋型硝酸鹽的活性，加速吸附于催化劑表面的硝酸鹽物種與NH3反應(yīng)；因此，在高O2含量條件下，催化劑表現(xiàn)出來(lái)更高的脫硝活性。