TiO2 有銳鈦礦、板鈦礦和金紅石三種晶型,其中板鈦礦不穩(wěn)定,不適合做載體催化劑,銳鈦礦和金紅石性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,銳鈦礦大約在550℃轉(zhuǎn)化為金紅石。TiO2的晶型、比表面積等性質(zhì)取決于其制備方法,而采用相同方法制備的銳鈦礦型TiO2的比表面積大于所制備的金紅石的比表面積,因?yàn)樵诮Y(jié)晶過(guò)程中,銳鈦礦晶粒通常具有相對(duì)較小的尺寸和較大的比表面積,如表1 所示。表中采用硫酸法制備的SNA銳鈦型和SNR金紅石TiO2,其比表面積分別為136、35.2 m2/g;采用氯化法制備的CLNA銳鈦型和CLNR金紅石TiO2的比表面積分別為223、34.5 m2/g,銳鈦礦型TiO2的比表面積遠(yuǎn)高于金紅石型TiO2,這是以銳鈦礦型TiO2制備的催化劑的活性高于金紅石的主要原因之一。
此外,經(jīng)高溫由銳鈦礦型相變轉(zhuǎn)化的金紅石型,由于燒結(jié)導(dǎo)致其比表面積也會(huì)低于銳鈦礦型,制備的催化劑的比表面積也會(huì)降低,最終導(dǎo)致 V2O5-WO3/TiO2催化劑的活性降低。Pearson等人發(fā)現(xiàn)比表面積為24 m2/g的銳鈦型TiO2催化劑10% V2O5/TiO2 經(jīng)高溫(750℃)煅燒4 h后得到的金紅石型TiO2催化劑,其比表面積降低為2 m2/g,活性測(cè)試結(jié)果表明,金紅石型TiO2催化劑10% V2O5/TiO2的NO 轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于銳鈦礦型TiO2催化劑。同時(shí),V2O5 含量對(duì)銳鈦礦與金紅石之間的相轉(zhuǎn)化具有一定的影響。Bucharsky E. C.等人在研究V2O5/TiO2催化劑時(shí),發(fā)現(xiàn)V2O5的加入加速了載體TiO2的相變,且相變過(guò)程中晶粒的增長(zhǎng)是導(dǎo)致比表面積銳減的原因。因此,目前商業(yè)催化劑大多以銳鈦礦型TiO2作為催化劑的載體,而且嘗試通過(guò)摻雜其他元素(如摻鐵、鈰等)來(lái)提高銳鈦礦轉(zhuǎn)化為金紅石的轉(zhuǎn)變溫度。
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