L'effet de la teneur en fer sur la performance catalytique de la réaction de réduction catalytique sélective de l'ammoniac (NH3-SCR) de FeOx/SAPO-34

Les catalyseurs à base de fer sont considérés comme des candidats prometteurs pour la réaction de réduction catalytique sélective de l'ammoniac (NH3-SCR), qui montrent une bonne activité catalytique à des températures moyennes et élevées, tandis que les tamis moléculaires SAPO-34 ont une structure micro-poreuse et sont des supports catalytiques idéaux. Dans cet article, quatre catalyseurs de tamis moléculaire FeOx/SAPO-34 avec différentes teneurs en fer (Fe = 1 %, 2 %, 3 %, 4 %) ont été préparés en utilisant une méthode d'imprégnation. L'effet de la teneur en fer sur les propriétés de surface et l'activité catalytique a été étudié à l'aide d'une série de techniques de caractérisation, y compris la diffraction des rayons X (XRD), la microscopie électronique à balayage (SEM), la méthode BET, la spectroscopie de photoélectrons X (XPS), la réduction à température programmée à l'hydrogène (H2-TPR) et la désorption programmée d'ammoniac (NH3-TPD). Les espèces de fer dans les catalyseurs FeOx/SAPO-34 existent sous la forme d'ions fer isolés ou de petites cristaux bien dispersés et de grappes d'oxydes de fer. Avec l'augmentation de la teneur en fer, l'intégrité de la structure de la zéolite CHA (chabazite) est restée, mais la cristallinité a été affectée. Le catalyseur FeOx/SAPO-34 avec une charge de 3 % en fer a montré une surface relativement plate sans grosses particules et une forte capacité d'oxydoréduction. Parallèlement, davantage de sites acides sont exposés, ce qui a accéléré le processus de réaction catalytique. Ainsi, le catalyseur FeOx/SAPO-34 avec 3 % de fer a montré la meilleure performance de conversion du NO parmi les quatre catalyseurs préparés et a maintenu plus de 90 % d'efficacité de conversion du NO dans une large plage de températures allant de 310 °C à 450 °C.