稀硝酸催化還原工藝中Pd/AC制備條件優(yōu)化

鄭敏，徐壘，陳晨，徐忠寧，付明來1，

（1 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所城市污染轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361021；2 中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京100049；3 華僑大學(xué)土木工程學(xué)院廈門市市政與工業(yè)固廢資源化及污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361021；4 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002）

乙二醇是最簡單和最重要的脂肪族二元醇，也是一種重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)聚酯纖維、防凍液等化工產(chǎn)品，近幾年，我國聚酯行業(yè)快速發(fā)展，對乙二醇的需求量持續(xù)增加。國內(nèi)的乙二醇生產(chǎn)技術(shù)主要分為石油路線和非石油路線，采用乙烯為原料通過環(huán)氧化和水合步驟制備乙二醇的石油化工技術(shù)路線需要耗費(fèi)大量的石油資源，且脫水分離能耗較大，而我國具有“富煤貧油”的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此煤制乙二醇技術(shù)得到迅速發(fā)展，為非石油路線生產(chǎn)乙二醇提供了一條新的技術(shù)路線，可以有效緩解我國突出的乙二醇供需矛盾，保障我國聚酯及下游產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。煤制乙二醇工藝主要包含三個(gè)部分：CO與亞硝酸甲酯通過偶聯(lián)反應(yīng)生成草酸二甲酯，氫氣（H）與草酸二甲酯發(fā)生氧化還原生成乙二醇，以及一氧化氮（NO）、氧氣（O）和甲醇反應(yīng)再生亞硝酸甲酯（MN）。其中亞硝酸甲酯的再生反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)綠色工藝的關(guān)鍵，因此有許多研究者對該反應(yīng)過程展開詳細(xì)研究，確定了較為適宜的工藝操作參數(shù)。但是由于該反應(yīng)過程較為復(fù)雜，除生成亞硝酸甲酯外，還會產(chǎn)生一定量的硝酸，增加氮氧化物的消耗和補(bǔ)給成本，同時(shí)還會造成設(shè)備腐蝕，從而在設(shè)備投資和操作成本上造成較大的負(fù)擔(dān)。通過硝酸催化還原反應(yīng)，可以將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為亞硝酸甲酯，實(shí)現(xiàn)資源回收利用，減少水中氮源的輸入，有利于控制水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。

針對這個(gè)問題，宇部興產(chǎn)株式會社研究員提出由NO與硝酸和甲醇的混合溶液直接反應(yīng)制備亞硝酸甲酯的方法，反應(yīng)如式(1)所示。該反應(yīng)以亞硝酸甲酯再生過程產(chǎn)生的硝酸甲醇反應(yīng)液為原料，再通入NO進(jìn)行反應(yīng)，能夠?qū)⑾跛徂D(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物MN，從而提高M(jìn)N收率。

目前為止，僅有少量關(guān)于硝酸還原反應(yīng)的利用及其相關(guān)催化劑的報(bào)道。鄭衛(wèi)等總結(jié)并報(bào)道了通過硝酸還原反應(yīng)處理煤制乙二醇廢水的幾種技術(shù)及其適宜的操作參數(shù)。李文龍等和陳鵬分別在填料鼓泡塔和自吸式鼓泡反應(yīng)器中考察了反應(yīng)溫度、硝酸濃度、甲醇濃度、氣體流速等因素的影響，結(jié)果表明NO 轉(zhuǎn)化率和MN 收率與硝酸濃度和甲醇濃度成正相關(guān)，與氣體流速成反相關(guān)。張向凱通過在煤制乙二醇裝置中引入硝酸還原技術(shù)，經(jīng)過小試、中試和工業(yè)化應(yīng)用后，稀硝酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)到85%以上，出口硝酸含量維持在0.2%以下，有效改善了乙二醇工藝的廢水水質(zhì)。吳曉金等選擇活性炭為載體，包覆分子篩膜，然后再通過一步浸漬法負(fù)載過渡金屬Fe和Cu作為活性組分和助活性組分，該催化劑能有效催化還原稀硝酸生成MN。孫鳳俠等在滴流床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行硝酸還原反應(yīng)，并以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～2%的Pd 或5%～25%的Ni 作為活性金屬，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～10%的鈦或鐵作為助活性組分，在液時(shí)空速為0.5h～8h、NO與硝酸摩爾比為2.5～10的條件下，硝酸轉(zhuǎn)化率≥95%。高明亮等首先從理論上對硝酸還原制MN 的可行性進(jìn)行闡述，然后考察了Pt、Pd、Ru、Mo 4 種金屬的催化活性，并研究載體類型和載體形狀對催化劑性能的影響，結(jié)果表明片狀的改性硅膠A負(fù)載的金屬鈀催化劑具有較好的催化活性。但是由于貴金屬負(fù)載量過高，造成催化劑成本較高，限制了其進(jìn)一步推廣使用。此外，李文龍等通過浸漬法制備了雙金屬鈀-銅催化劑，證明銅離子的引入能夠增強(qiáng)鈀催化劑的活性和穩(wěn)定性，但是在負(fù)載量高達(dá)2%的條件下，硝酸轉(zhuǎn)化率僅達(dá)到83%左右，催化劑制作成本仍然是較大的問題。而后，李文龍等繼續(xù)探究了不同載體負(fù)載的低負(fù)載量的雙貴金屬催化劑的活性，結(jié)果表明活性炭載體具有最佳催化性能，且在鈀-銠雙金屬負(fù)載的活性炭催化劑的作用下，反應(yīng)釜和固定床中的硝酸轉(zhuǎn)化率分別可達(dá)84.9%和90%以上。盡管活性炭負(fù)載的鈀（Pd/AC）具有較好的催化活性，但是關(guān)于催化劑制備條件對Pd/AC催化活性影響的研究還比較缺乏。

因此，本次實(shí)驗(yàn)通過等量浸漬法制備得到Pd/AC 催化劑，采用間歇式氣液接觸攪拌反應(yīng)釜作為反應(yīng)裝置，選擇硝酸轉(zhuǎn)化率作為評價(jià)指標(biāo)，研究鈀的負(fù)載量、煅燒和還原過程對催化劑性能的影響，優(yōu)化Pd/AC的負(fù)載量和制備條件，為煤制乙二醇工業(yè)產(chǎn)生的稀硝酸廢水的資源化提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及催化劑的制備

活性炭（AC，阿拉丁，0.150mm），二水合硝酸鈀［Pd(NO)?2HO，阿拉丁，Pd≥39.0%］，濃硝酸（NA，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，65%～68%），甲醇（CHOH，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，≥99.5%）；所使用的氣體（N和NO）均為體積分?jǐn)?shù)99.99%的高純氣體，來自福建閩德特種氣體有限公司和廈門空分特氣體有限公司；所使用的去離子水自制。

將活性炭粉末作為載體，首先使用去離子水洗滌活性炭粉末至中性，去除表面灰分后烘干備用。采用等量浸漬法完成貴金屬鈀的負(fù)載，具體制備方法如下：首先稱量0.0376g 的Pd(NO)?2HO 于燒杯中，加入7.5g的去離子水使其溶解形成均勻的硝酸鈀水溶液，然后逐滴緩慢地滴加到5g 活性炭粉末中，再加入3.5g去離子水潤洗盛裝硝酸鈀溶液的燒杯后逐滴加入到活性炭中使其形成均勻的漿狀，常溫老化3h 后放置于120℃的烘箱中使其完全干燥。最后分別在氮?dú)鈿夥蘸?5%N-5%H混合氣氛的管式爐中煅燒、還原一定時(shí)間制備得到相應(yīng)的Pd/AC催化劑。

1.2 材料表征

將樣品超聲處理，使其均勻分散在乙醇溶液中，用移液槍吸取少量液體并分散到普通碳支持膜上干燥，然后使用透射電鏡X 射線能譜儀（TEM-EDX）和高分辨率透射電鏡（HRTEM）觀察材料的微觀形貌和鈀的分布；使用Cu K輻射的X’Pert Pro型的X射線衍射儀（XRD）分析Pd的晶型形態(tài)；在150℃下對樣品進(jìn)行2h脫氣處理后，然后使用Autosorb IQ型物理吸附儀在-196℃下進(jìn)行氮?dú)馕摳綄?shí)驗(yàn)，測試材料的孔結(jié)構(gòu)，并通過BET方法計(jì)算材料的比表面積，BJH模型計(jì)算其孔徑分布，MP 方法計(jì)算其微孔體積，取相對壓力為0.99的吸附量計(jì)算其總孔體積；使用Axis Supra 型號X射線光電子能譜（XPS）分析金屬樣品表面成分和鈀的化學(xué)價(jià)態(tài)的變化，并使用XPSPEAK 41軟件對Pd 3d峰進(jìn)行擬合分析。

1.3 稀硝酸催化還原實(shí)驗(yàn)

選用間歇式氣液接觸攪拌反應(yīng)釜（50mL）作為反應(yīng)裝置并進(jìn)行硝酸還原反應(yīng)及催化劑的評價(jià)實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)工藝流程如圖1 所示。首先將裝有20g 反應(yīng)液（其中硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，剩余部分為去離子水）和1g Pd/AC催化劑的聚四氟乙烯內(nèi)膽密封到不銹鋼反應(yīng)釜中并調(diào)節(jié)反應(yīng)釜中溫度為60℃，攪拌速率為500r/min，然后將NO 體積分?jǐn)?shù)為30%的NO-N混合氣以34.6mL/min的單位流速通入到反應(yīng)釜液面以下，并控制反應(yīng)釜中壓力為200kPa，90min后停止通氣和反應(yīng)，控制實(shí)際通入氣體量為理論計(jì)算所需值的1.2 倍。待反應(yīng)釜降到室溫后收集剩余反應(yīng)溶液，準(zhǔn)確稱量液體質(zhì)量，選擇硝酸轉(zhuǎn)化率作為評價(jià)指標(biāo)，通過酸堿滴定法測定剩余液體中的硝酸濃度，再計(jì)算硝酸轉(zhuǎn)化率，計(jì)算如式(2)。

圖1 硝酸催化還原反應(yīng)工藝流程

式中，為硝酸轉(zhuǎn)化率，%；為加入的反應(yīng)液質(zhì)量，g；為反應(yīng)液中的硝酸濃度，mol/L；為反應(yīng)后剩余液體含量，g；為剩余液相中硝酸濃度，mol/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 材料的表征分析

2.1.1 HRTEM

制備的Pd/AC 材料的TEM-EDX 照片如圖2 所示，可以看到TEM 照片中含有10nm 左右的顆粒，EDX 分析結(jié)果證明了這些顆粒為納米鈀，表明通過等量浸漬法成功地將金屬鈀引入到活性炭，且鈀均勻分散在活性炭表面。煅燒溫度會影響晶體的生長過程，從而對晶體的結(jié)晶度和晶粒大小產(chǎn)生一定影響。圖3為不同煅燒和還原條件制備的Pd/AC催化劑的TEM照片和粒徑分布。對比圖3(a)～(c)可以看出，隨著煅燒溫度從300℃升高到700℃，鈀晶體由從小顆粒狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的顆粒，平均顆粒尺寸從5.47nm增加到9.35nm，且在700℃煅燒時(shí)，納米鈀發(fā)生明顯的團(tuán)聚。對比圖3(b)、(d)，圖3(e)、(b)與(f)可知，煅燒時(shí)間和還原時(shí)間的延長都會促使鈀晶體顆粒的粒徑增加。

圖2 Pd/AC的TEM-EDX照片

圖3 不同制備條件的Pd/AC的TEM照片

2.1.2 XRD

活性炭與鈀負(fù)載活性炭的X 射線衍射圖譜如圖4所示，Pd/AC的XRD圖譜與純活性炭的XRD圖譜無明顯差異，都只在2≈23°處存在較弱的寬峰，通過與相關(guān)參考文獻(xiàn)的XRD 圖譜進(jìn)行對比分析可以發(fā)現(xiàn)，其對應(yīng)的是碳的無定形結(jié)構(gòu)峰，沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于Pd 的特征峰，結(jié)果表明鈀的負(fù)載未造成活性炭的結(jié)構(gòu)變化，鈀的粒徑較小且均勻分散在活性炭表面，因此XRD 譜圖并未發(fā)生明顯的變化。

圖4 材料的XRD譜圖

2.1.3 物理吸附

活性炭和不同溫度下煅燒制備得到的Pd/AC的吸附-脫附等溫線，材料的比表面積和孔結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖5和表1所示。吸附脫附等溫線為具有典型的H4 型吸脫附滯后環(huán)的Ⅳ型曲線，計(jì)算結(jié)果顯示材料平均孔徑為2.7nm，粒徑分布曲線在2～4nm之間存在明顯的峰，這說明材料中含有介孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)表征結(jié)果也顯示約為70%的孔體積由微孔體積提供，進(jìn)一步說明材料中同時(shí)存在大量的微孔和介孔結(jié)構(gòu)。由表1可知，材料的平均孔徑幾乎沒有發(fā)生變化，但是煅燒和還原過程會造成材料的比表面積和孔體積改變，AC的比表面積為1296m/g，當(dāng)煅燒溫度低于600℃時(shí)，Pd金屬分散在AC表面，活性位點(diǎn)增加，因此300℃和600℃煅燒的Pd/AC的比表面積相對于AC 分別提高了29.5%和16.4%；當(dāng)煅燒溫度升高到700℃，或?qū)㈧褵瓦€原時(shí)間延長到8h后，Pd/AC的總孔容、微孔容和比表面積均有一定程度下降，但是平均孔徑并沒有發(fā)生明顯變化，這可能是因?yàn)殁Z的團(tuán)聚造成一部分孔被堵塞，或者長時(shí)間高溫處理導(dǎo)致活性炭表面和微孔結(jié)構(gòu)被破壞，因此造成比表面積和孔體積下降，吸脫附表征結(jié)果與TEM 表征結(jié)果一致。催化實(shí)驗(yàn)表明700℃煅燒的材料催化活性明顯下降，表明比表面積和孔體積對材料的催化活性有明顯的影響。

表1 不同實(shí)驗(yàn)條件下制備材料的孔結(jié)構(gòu)性能

圖5 材料的N2吸附-脫附等溫線及粒徑分布曲線

2.1.4 XPS

圖6(a)為純AC和Pd/AC的表面成分全元素XPS譜圖。由圖可知，Pd/AC 能譜中存Cls、Ols 和Pd 3d的特征峰，表明成功地將Pd負(fù)載在活性炭表面，但是由于負(fù)載的Pd含量較低，因此與C和O相比，Pd 的特征峰相對較弱。對Pd 3d 峰進(jìn)行分峰擬合，結(jié)果如圖6(b)所示，Pd 的3d 軌道電子自旋分裂為3d和3d兩個(gè)軌道，其中單質(zhì)Pd 分別位于335.8eV 和340.9eV 處，而缺電子的金屬Pd—O 位于337.7eV和343.3eV處。材料中的單質(zhì)鈀與氧化態(tài)的鈀的比例（Pd∶Pd—O）如圖7 所示，盡管所制備的材料中的Pd 主要以單質(zhì)形式存在，但是不同的制備條件會導(dǎo)致材料中Pd 的價(jià)態(tài)產(chǎn)生一定變化。煅燒溫度的升高、煅燒時(shí)間的增加和還原過程均會造成材料中單質(zhì)鈀的含量增加，Pd∶Pd—O的比值增大。

圖6 材料的XPS全元素和Pd 3d譜圖

圖7 材料中單質(zhì)鈀與氧化鈀的比例

2.2 催化劑制備條件對性能的影響

文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果表明金屬鈀能有效催化硝酸還原反應(yīng)的進(jìn)行，提高NO 的轉(zhuǎn)化率和MN 的收率。因此本次實(shí)驗(yàn)選擇間歇式氣液接觸攪拌反應(yīng)釜作為反應(yīng)裝置，以硝酸轉(zhuǎn)化率作為評價(jià)指標(biāo)，考察負(fù)載量的變化對硝酸轉(zhuǎn)化率的影響，并探索活性炭負(fù)載鈀材料的煅燒溫度、還原溫度、煅燒時(shí)間和還原時(shí)間對材料催化活性的影響，優(yōu)化Pd/AC催化劑的制備條件。

2.2.1 Pd金屬負(fù)載量的影響

將不同質(zhì)量的硝酸鈀配置成水溶液后，在攪拌下將其緩慢加入到洗滌干燥后的活性炭粉末中，常溫放置老化3h 后放置于鼓風(fēng)干燥箱中烘干。氮?dú)夂偷獨(dú)浠旌蠚夥罩羞M(jìn)行煅燒和還原后得到負(fù)載量為0.1%～0.5%的Pd/AC，硝酸轉(zhuǎn)化率隨不同負(fù)載量的Pd/AC的變化如圖8所示。由圖可知，在未加入催化劑時(shí)，硝酸轉(zhuǎn)化率約為33%，純的AC 催化劑可以使硝酸轉(zhuǎn)化率提升約20 個(gè)百分點(diǎn)，負(fù)載量為0.1%的Pd/AC 的催化性能與純AC 差不多，隨著鈀負(fù)載量的增加，硝酸轉(zhuǎn)化率明顯提高。當(dāng)金屬鈀負(fù)載量為0.5%時(shí)，硝酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)85%以上，但是由于鈀屬于貴金屬，價(jià)格昂貴，應(yīng)盡可能地減少鈀的負(fù)載量以降低材料的成本，因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇Pd 負(fù)載量為0.3%并進(jìn)一步考察煅燒和還原過程對材料活性的影響。

圖8 不同金屬鈀負(fù)載量的Pd/AC的催化性能

2.2.2 煅燒溫度和還原溫度的影響

煅燒和還原溫度會影響鈀的晶體形態(tài)以及鈀與活性炭載體之間的作用力，煅燒時(shí)間和還原時(shí)間會分別影響Pd/AC的結(jié)晶程度和還原程度，從而影響催化劑的性能。將干燥后的Pd/AC 置于不同溫度的氮?dú)夤苁綘t中煅燒2h后，再在250℃的體積分?jǐn)?shù)為5%的H-N混合氣氛管式爐中還原后，用于催化硝酸還原反應(yīng)，探索不同的制備條件對催化性能的影響。如圖9所示，隨著煅燒溫度的升高，硝酸轉(zhuǎn)化率先增加然后降低。當(dāng)煅燒溫度為600℃時(shí)，材料有最佳的催化活性，硝酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)85%以上，但是當(dāng)溫度進(jìn)一步升高到700 ℃時(shí)，硝酸轉(zhuǎn)化率明顯降低。這可能是因?yàn)樵?00℃煅燒時(shí)，材料中Pd∶Pd—O 的比值顯著增加，且比表面積和孔體積均顯著降低，使得Pd/AC 對NO 的捕獲能力下降，從而造成材料的催化活性下降。不同還原溫度對Pd/AC 的性能影響如圖9(b)所示，隨著還原溫度的升高，硝酸轉(zhuǎn)化率沒有明顯的變化，說明Pd/AC的催化活性受還原溫度的影響較小。圖9(c)、(d)展示了不同的煅燒時(shí)間和還原時(shí)間對硝酸轉(zhuǎn)化率的影響，隨著煅燒和還原時(shí)間的增加，硝酸轉(zhuǎn)化率緩慢下降。這與材料中鈀的價(jià)態(tài)相關(guān)，不同煅燒和還原條件所制備的Pd/AC 中的鈀主要都是以單質(zhì)形式存在，但是煅燒和還原時(shí)間增加會造成材料中的Pd∶Pd—O 進(jìn)一步增加，硝酸轉(zhuǎn)化率隨著Pd∶Pd—O比值的升高而降低。這表明需要控制材料中的Pd∶Pd—O比值在一定的范圍來保證Pd/AC材料的催化活性。

圖9 制備條件對硝酸轉(zhuǎn)化率的影響

2.2.3 與其他相關(guān)催化劑的對比

將本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化后的催化劑與文獻(xiàn)報(bào)道的相關(guān)催化劑進(jìn)行性能比較，結(jié)果見表2。盡管本文通過簡單的等量浸漬法制備的Pd/AC沒有表現(xiàn)出更優(yōu)異的硝酸還原性能，但應(yīng)該明確的是，硝酸轉(zhuǎn)化率除了與催化劑相關(guān)，還與反應(yīng)裝置、反應(yīng)溫度、壓力等工藝參數(shù)密切相關(guān)。因此其只能作為一個(gè)相對指標(biāo)進(jìn)行比較，而不能作為絕對標(biāo)準(zhǔn)，通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)可以使硝酸轉(zhuǎn)化率進(jìn)一步提升。

表2 本文制備的催化劑與文獻(xiàn)報(bào)道相關(guān)催化劑的性能比較

3 結(jié)論

（1）對材料進(jìn)行TEM-EDX、XRD、氮?dú)馕摳胶蚗PS表征分析，結(jié)果表明鈀納米顆粒均勻分散在活性炭中，且煅燒和還原過程會對材料的比表面積、孔體積和鈀的價(jià)態(tài)產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)煅燒溫度高于600℃、煅燒時(shí)間和還原時(shí)間分別增加至8h時(shí)，會造成鈀納米顆粒的粒徑增大、Pd∶Pd—O比值升高，單質(zhì)鈀納米顆粒更容易發(fā)生團(tuán)聚作用堵塞一部分孔，從而導(dǎo)致材料比表面積和孔體積下降。

（2）Pd/AC 能有效催化硝酸還原反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸轉(zhuǎn)化率隨著煅燒溫度的升高先上升后下降；隨著煅燒時(shí)間和還原時(shí)間的延長而降低。Pd/AC的最優(yōu)制備條件為：在活性炭上負(fù)載0.3%的Pd，在600℃氮?dú)鈿夥展苁綘t中煅燒2h，不進(jìn)行氫氣還原，保持Pd∶Pd—O的比值在一定范圍。

（3）當(dāng)反應(yīng)釜溫度為60℃、攪拌速率為500r/min、壓力為200kPa 時(shí)，控制混合氣體按理論計(jì)算值的1.2倍通入到反應(yīng)釜液面下，90min后停止通氣和反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：未使用催化劑時(shí)硝酸轉(zhuǎn)化率僅為33%，加入1g最優(yōu)化條件下制備的Pd/AC后，硝酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)85%以上，提升了約52個(gè)百分點(diǎn)。

（4）盡管與文獻(xiàn)報(bào)道的催化劑相比，通過本實(shí)驗(yàn)制備的Pd/AC沒有使得硝酸轉(zhuǎn)化率有更加明顯的提升，但是由于硝酸轉(zhuǎn)化率還與反應(yīng)裝置，反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力等工藝參數(shù)密切相關(guān)，因此不能作為絕對的性能評價(jià)指標(biāo)。本次實(shí)驗(yàn)從負(fù)載量、煅燒和還原過程出發(fā)，對Pd/AC的制備條件進(jìn)行了較為系統(tǒng)的優(yōu)化，優(yōu)化后的催化劑具有較好的催化硝酸還原的能力。