The influence of the modification of carbonaceous materials on their catalytic properties in SCR-NH3. A short review

Carbonaceous catalysts are promising materials for the low-temperature (< 523 K) process of NO reduction with ammonia. Based on literature and own experience of the authors, this review focuses on the possibilities to enhance their catalytic performance. It may be increased by the introduction of oxygen or nitrogen functionalities. So obtained materials may be used in SCR-NH3 either as catalysts or supports for transition metals oxides/hydroxides. Oxygen functionalities increase activity only to a small extent, but are necessary to prepare an efficient MeOx/AC catalyst. Nitrogen surface species lead to a considerable increase in DeNOx activity, as well as stability towards their oxidation to CO2. As the most efficient active components, oxides of V, Mn, Fe and Cu were found. H2O leads to the decrease of activity but for some catalysts additionally to the increase in selectivity. The understanding of SO2 influence needs more experimental data. There still are several open questions concerning more detailed mechanistic studies, and especially the role of nitrogen functionalities, H2O and SO2.

RésuméLes catalyseurs carbonés sont des matériaux prometteurs pour les processus de réduction de NO dans l’ammoniac à basses températures (< 523 K). Le présent article a trait aux possibilités d’amélioration de leur performance catalytique. Celle-ci peut être augmentée par l’introduction des fonctionnalités de l’oxygène ou de l’azote. Les matériaux ainsi obtenus peuvent être utilisés dans la réaction catalytique sélective par NH3 à la fois comme catalyseurs et comme supports pour les oxydes/hydroxydes de métaux de transition. Les fonctionnalités de l’oxygène n’augmentent l’activité que dans une faible mesure seulement, mais ils sont indispensables pour préparer un catalyseur MeOx/AC efficace. L’azote en surface conduit à une augmentation considérable de l’activité de DeNOx, ainsi qu’à une meilleure stabilité face à l’oxydation en CO2. Ce sont les oxydes de V, Mn, Fe et Cu qui se sont avérés être les composants actifs les plus efficaces. Des méthodes de préparation des monolithes carbonés ou en carbone–céramique ont été proposées. H2O conduit à une diminution de l’activité mais, pour certains catalyseurs, conduit en outre à l’augmentation de la sélectivité. L’appréhension de l’influence de SO2 nécessite davantage de données expérimentales. Cependant, plusieurs questions restent ouvertes concernant des études mécanistiques plus détaillées, et en particulier le rôle des molécules d’H2O et SO2 et des fonctionnalités de l’azote.