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Cu-ZSM-5分子筛催化剂是迄今为止发现的中温直接分解NO体系中活性最佳的催化剂。论文结合XRD、ICP和SEM等表征手段,在固定床反应器上对催化剂脱硝活性进行评价,研究了催化剂的制备方法、金属离子掺杂、助催化剂等对Cu-ZSM-5催化剂活性的影响,确定了适宜的制备条件;通过研究反应温度、空速、氧含量的影响,确定了适宜的反应条件,并对催化剂进行宏观动力学研究。催化剂制备过程中,Cu离子交换液最佳浓度为0.011mol/L,Cu负载量随离子交换次数的增加而提高,在无氧条件下600℃时,3次交换与1次交换的Cu-ZSM-5的脱硝率同时达到最高值,相差5%。金属离子Ag+和Ce3+的引入都能明显提高Cu-ZSM-5催化剂的活性,降低反应温度,负载方法都是离子交换法优于共混法和浸渍法。先交换Ag+后交换Cu2+为制备Ag-Cu-ZSM-5的最佳交换次序,在氧气含量为5%,320℃时脱硝率可达60%。而Ce3+和Cu2+同时交换为制备Ce-Cu-ZSM-5的最佳交换次序,330℃时脱硝率为61%。稀土离子Ce3+和La3+的掺杂,可提高催化剂耐氧性、拓宽反应温度,Cu-Ce-La-ZSM-5催化剂最高脱硝率为62%,活性温度范围为320℃-350℃,氧气含量为5%时,催化剂活性保持30h不变,可见Ce3+、La3+竞争吸附反应区的氧,解决了Cu-ZSM-5的“氧阻抑”问题。在Cu-Ce-La-ZSM-5催化剂中采用共混法加入质量分数为10%的CaH2,340℃时催化剂的脱硝率达到83%,SEM表明CaH2的加入可改善催化剂孔结构,有利于增大表面积、提高催化剂活性。Cu-Ce-La-ZSM-5反应宏观动力学结果表明,Cu-Ce-La-ZSM-5催化剂上NO分解的反应级数为2,指前因子A为1.21×105m3·s-1·mol-1,活化能Ea为37kJ/mol。