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Erschienen in: Topics in Catalysis 19-20/2017

14.08.2017 | Original Paper

Hierarchical Vanadia Model Catalysts for Ammonia Selective Catalytic Reduction

verfasst von: Christian Hess, Philipp Waleska, Michaela Ratzka, Ton V. W. Janssens, Søren B. Rasmussen, Pablo Beato

Erschienen in: Topics in Catalysis | Ausgabe 19-20/2017

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Abstract

There is an ongoing debate on the structure of titania supported vanadia used for catalytic partial oxidation reactions as well as for abatement of nitrogen oxide (NOx) by ammonia selective catalytic reduction (NH3-SCR). To gain further insight into the essential features of the catalyst composition of the surface we introduce a new class of vanadia model catalysts based on monodispersed silica particles as a platform. The evaluation of the influence of different catalyst components (TiO2, WO3) and different vanadia synthesis approaches (incipient wetness, ion-exchange) is facilitated by the hierarchical structure of the catalysts as well as the controlled synthesis approach. Catalysts tested under industrial ammonia SCR conditions show a strong dependence on the catalyst composition. In particular, the presence of crystalline titania and tungsta leads to a strong increase in NO conversion. Detailed catalyst characterization by X-ray diffraction and by visible Raman, UV Raman, UV–Vis and X-ray photoelectron spectroscopies provides insight into the bulk structure, the surface composition as well as the vanadia surface structure of the catalysts. The potential of UV resonance Raman spectroscopy for structural analysis of vanadia model catalysts for SCR is highlighted. Differences in catalytic activity are discussed in light of the structural results and the available literature.

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Fußnoten
1
The subtraction of the crystalline contributions was performed as part of a fit analysis taking the TiO2- and WO3-related peaks in the spectra of VOx/TiO2/SiO2 (iwi) and VOx/WO3/TiO2/SiO2 (iwi) as a basis.
 
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Metadaten
Titel
Hierarchical Vanadia Model Catalysts for Ammonia Selective Catalytic Reduction
verfasst von
Christian Hess
Philipp Waleska
Michaela Ratzka
Ton V. W. Janssens
Søren B. Rasmussen
Pablo Beato
Publikationsdatum
14.08.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Topics in Catalysis / Ausgabe 19-20/2017
Print ISSN: 1022-5528
Elektronische ISSN: 1572-9028
DOI
https://doi.org/10.1007/s11244-017-0843-8

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