Bei NINGBO INNO PHARMCHEM CO.,LTD. treibt unser Engagement für die Weiterentwicklung von Umweltlösungen uns dazu an, die Grundlagenforschung hinter Materialinnovationen zu erforschen. Die Entwicklung unseres SCR-Katalysators auf Basis von Seltene-Erden-Rückständen ist ein Paradebeispiel für dieses Engagement, das auf einem tiefen Verständnis der Mineralmodifikation und katalytischer Prinzipien beruht, um eine außergewöhnliche Effizienz bei der SCR-NOx-Reduktion zu erzielen.

Das Herzstück unserer Innovation liegt in der Umwandlung reichlich vorhandener Seltene-Erden-Rückstände in einen Hochleistungs-Denitrifikationskatalysator. Diese Rückstände, reich an Eisen- und Cerverbindungen, besitzen ein inhärentes katalytisches Potenzial. Unser wissenschaftlicher Ansatz konzentriert sich darauf, dieses Potenzial durch präzise chemische Behandlungen zu erschließen und zu verstärken. Insbesondere wird ein Alkali- und Säure-Co-Behandlungsverfahren eingesetzt, um die mineralogische Zusammensetzung und die Oberflächeneigenschaften der Rohrückstände zu verändern.

Durch sorgfältige Analysen mit Techniken wie der Röntgenbeugung (XRD), der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und der Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) haben wir die Mechanismen aufgeklärt, die die verbesserte Leistung des Katalysators vorantreiben. XRD-Studien zeigen, dass der Behandlungsprozess die Beugungspeaks von Fe2O3, einer Schlüsselkomponente in vielen effektiven SCR-Katalysatoren, verstärkt und gleichzeitig die Präsenz von weniger katalytisch aktiven Mineralien wie CaF2 und SiO2 reduziert. Dies deutet auf eine Konzentration und Aktivierung der erwünschten katalytischen Komponenten innerhalb der Rückstände hin.

Die SEM-Bildgebung veranschaulicht weiter die physikalische Transformation. Die modifizierten Rückstände weisen eine porösere Struktur auf, die sich durch erhöhte Oberflächenrisse und Poren auszeichnet. Diese erhöhte Oberfläche und Porosität sind entscheidend für die Maximierung des Kontakts zwischen dem NOx-haltigen Rauchgas und den aktiven katalytischen Zentren, wodurch die Reaktionskinetik und die Gesamteffizienz verbessert werden. Die H2-TPR-Analyse (Temperature Programmed Reduction) ergänzt diese Ergebnisse, indem sie einen erweiterten Reduktionstemperaturbereich und eine verbesserte Redoxkapazität demonstriert. Dies bedeutet eine größere Fähigkeit des Katalysators, die für die SCR-Reaktion notwendigen Redoxzyklen zu erleichtern, insbesondere unter Einbeziehung der auf der Oberfläche vorhandenen Fe- und Ce-Spezies.

Die XPS-Analyse war entscheidend für die Bestätigung der Anwesenheit und Wechselwirkung aktiver Elemente. Wir beobachten, dass Fe sowohl in den Zuständen Fe2+ als auch Fe3+ vorliegt, wobei Fe3+ dominiert, während Ce in beiden Zuständen Ce3+ und Ce4+ vorhanden ist. Das Zusammenspiel zwischen diesen Oxidationsstufen, gekoppelt mit dem Vorhandensein von Gitteroxiden und oberflächenadsorbiertem Sauerstoff, ist grundlegend für die Fähigkeit des Katalysators, Sauerstoff zu speichern und freizusetzen – ein lebenswichtiger Prozess für die Oxidation von adsorbiertem NOx und die Erleichterung seiner Reduktion.

Durch das Verständnis und die Nutzung dieser wissenschaftlichen Prinzipien hat NINGBO INNO PHARMCHEM CO.,LTD. erfolgreich einen bahnbrechenden Katalysator für die SCR-NOx-Reduktion entwickelt, der sowohl eine überlegene Leistung als auch Umweltvorteile bietet. Unsere Arbeit mit modifizierten Seltene-Erden-Rückständen ist ein Beweis für die Kraft der Materialwissenschaft bei der Lösung realer Umweltprobleme.