贺泓研究团队在氨选择性催化还原氮氧化物(NH3-SCR)研究方面取得重要进展,研究成果近期发表于综合性学术刊物Science Advances(Science子刊)上。该研究借助量子化学计算方法从原子水平阐明了钒基SCR催化剂去除NOx的微观基元反应全过程(图1),明确了聚合态下钒物种间的耦合作用缩短了活性位再生的反应路径,并显著降低决速步能垒。理论和实验均证明低聚态钒氧物种的催化活性明显高于单体钒氧物种,是低温SCR去除NOx的活性位。在理论指导下,研究团队在实验上成功通过控制催化剂表面硫含量设计合成出了低聚态氧化钒活性中心结构,实现了在低钒负载量(1 wt.%)下低温SCR活性的显著提升(图2)。该研究成果已经成功应用于重型柴油车尾气净化的低钒高活性SCR催化剂开发和量产。
该项研究得到了国家自然科学基金项目和国家重点研发计划项目的支持。
论文链接:http://advances.sciencemag.org/content/4/11/eaau4637
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图1 NH3-SCR催化循环路径:(A)单体钒氧物种表面;(B)低聚态钒氧物种表面。
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图2 催化活性和催化剂结构表征:(A)硫含量对V2O5/TiO2催化剂SCR去除NOx催化活性的影响;(B)硫调控对催化剂钒氧物种结构的影响。
大气污染控制中心
2018年12月3日