NO_x removal of Mn-Cu-TiO₂ and V/TiO₂ catalysts for the reaction conditions

반응조건에 대한 Mn-Cu-TiO₂촉매와 V/TiO₂촉매의 탈질 특성

The NOx conversion properties of Mn-Cu-$TiO_2$ and $V_2O_5$/$TiO_2$ catalysts were studied for the selective catalytic reduction (SCR) of NOx with ammonia. The performance of the catalysts was investigated in terms of their $NOx$ conversion activity as a function of the reaction temperature and space velocity. The activity of the Mn-Cu-$TiO_2$ catalyst decreased with increasing reaction temperature and space velocity. However, the activity of the $V_2O_5$/$TiO_2$ catalyst increased with increasing reaction temperature. High activity of the Mn-Cu-$TiO_2$ catalyst was observed at temperatures below $200^{\circ}C$. H2-TPR and XPS analyses were conducted to explain these results. It was found that the activity of the Mn-Cu-$TiO_2$ catalyst was influenced by the thermal shock caused by the change of the initial reaction temperature, whereas the $V_2O_5$/$TiO_2$ catalyst was not affected by the initial reaction temperature. In the case of catalyst C, the $NO_x$ conversion efficiency decreased with increasing space velocity. The decrease in the $NO_x$ conversion efficiency with increasing space velocity was much less for catalyst D than for catalyst C.

암모니아를 환원제로 사용하는 선택적 촉매 환원법에서 Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매와 $V_2O_5$/$TiO_2$ 촉매를 사용하여 반응 조건에 따른 질소 산화물 전환 특성을 연구하였다. 반응 온도와 공간 속도를 변경시키면서 촉매의 질소 산화물 전환 효율 변화를 측정하였다. Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매의 질소 산화물 제거 활성은 반응 온도와 공간 속도가 증가할수록 감소하였으나, $V_2O_5$/$TiO_2$ 촉매의 경우 반응 온도 증가에 따라 촉매의 질소 산화물 제거 활성 또한 증가하였다. Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매의 경우 $200^{\circ}C$ 이하의 온도에서 저온 활성이 우수하였으며, 이를 $H_2$-TPR 및 XPS 분석 실험을 통해 확인할 수 있었다. 초기 반응 온도의 변경 실험을 통해 Mn-Cu-$TiO_2$ 촉매의 경우 고온에서 열적 쇼크를 일부 받으나, $V_2O_5$/$TiO_2$ 촉매의 경우는 거의 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다. 공간 속도에 따른 질소 산화물 전환 효율 변화는 C 촉매의 경우 전 구간에 걸쳐 공간 속도가 증가할수록 질소 산화물 전환 효율도 감소하는 경향을 보였다. 그러나 D 촉매의 경우 공간 속도가 증가할수록 질소 산화물 전환 효율은 감소하였으나, 감소 정도가 C 촉매 보다는 훨씬 적었다.