Selective catalytic reduction of NOx with NH3 using ZSM5 with low content of copper

Abstract

ABSTRACT A comprehensive experimental and characterization study of selective catalytic reduction of NOx with NH3 was carried out on Cu-ZSM5 catalysts, previously prepared by the aqueous ion exchange method with a copper loading of 0.2, 1 and 2%. Results showed that even with Cu contents as low as 2% over zeolite, NOx conversions higher than 92% are obtained at 600 ºC. The copper catalysts were characterized using FT-IR, XRD, UV-Visible and with studies such as SEM, STEM and HRTEM, where the presence of CuO cores were shown to enhance the de-NOx activity, due to their higher thermal stability compared with the other copper species found. The predominance of dispersed 4-5 nm particles over the zeolite was identified, which accounts for the high NOx conversion results shown in SCR process. RESUMEN Se llevó a cabo un estudio profundo experimental y de caracterización de la reducción catalítica selectiva de NOx con NH3 en catalizadores Cu-ZSM5, previamente preparados por el método de intercambio iónico en fase acuosa con una carga de cobre de 0.2, 1 y 2%. Los resultados mostraron que incluso con contenidos de Cu tan bajos como 2% sobre la zeolita, se obtuvieron conversiones de NOx mayores de 92% a 600 °C. Los catalizadores de cobre se caracterizaron usando FT-IR, XRD, UV-Visible y con estudios como SEM, STEM y HRTEM, donde se mostró que la presencia de núcleos de CuO incrementaron la actividad de reducción de NOx, debido a su mayor estabilidad térmica comparados con las otras especies de cobre encontradas. Se identificó la predominancia de partículas dispersas de 4 a 5 nm sobre la zeolita, que aportaron a los resultados de alta conversión de NOx mostrados en el proceso de RCS.