贺泓院士Catal. Sci. Technol.：Cu

2025-08-24 04:37:54 分类：跨界洞察 阅读(63747)

一、贺泓【导读】 

氮氧化物（NO_x）尾要由水力收电厂战柴油车排放，院士是贺泓导致雾霾、光化教烟雾战酸雨等一系列情景问题下场的院士闭头前体传染物，对于去世态系统战人类瘦弱组成宽峻危害。贺泓氨抉择性催化复原复原氮氧化物（NH₃-SCR）是院士往除了氮氧化物的最新足艺。正在真践往除了传染物NO_x的贺泓历程中，水蒸气的院士存正在出法停止。由于水份子正在活性Cu位面上的贺泓开做性吸附，同样艰深感应水份子对于NH₃-SCR反映反映是院士倒霉的。可是贺泓，Cu-SSZ-13沸石展现出劣秀的院士耐水性，而且贫乏对于其机理的贺泓簿本水仄的清晰。

 二、院士【功能掠影】

为此，贺泓中国科教院去世态情景钻研中间贺泓院士团队回支稀度泛函实际（DFT）合计钻研了Cu-SSZ-13上残缺的尺度NH₃-SCR反映反映蹊径，并报道了Cu-SSZ-13上水/OH夷易近能团介导的NH₃-SCR机制。钻研收现，Cu位面NO的活化战水的减进赫然降降了Cu^IIOH(NH₃)₃⁺活性位面再去世的能量妨碍。此外，量子酸战Cu-OH位面的耦开熏染感动不但缩短了反映反映蹊径，而且进一步降降了闭头中间体NH₂NO分解的能量屏障。那些收现增长了对于NH₃-SCR反映反映的簿本水仄的清晰，并为微孔Cu-SSZ-13催化剂的劣秀高温NH₃-SCR活性战耐水性提供了不雅见识。钻研功能以题为“Promotion of the selective catalytic reduction of NO_xwith NH₃over microporous Cu-SSZ-13 by H₂O and OH groups at low temperatures: a density functional theory study”宣告正在驰誉期刊Catal. Sci. Technol.上，何广智副钻研员为本文配激进讯做者。 

 三、【中间坐异面】

经由历程DFT钻研了Cu-SSZ-13上残缺的尺度NH₃-SCR反映反映蹊径，并报道了Cu-SSZ-13上水/OH夷易近能团介导的NH₃-SCR机制，增长了对于NH₃-SCR反映反映的簿本水仄的清晰，并为微孔Cu-SSZ-13催化剂的劣秀高温NH₃-SCR活性战耐水性提供了不雅见识。

  四、【数据概览】

图1  活性位面再去世的可能反映反映蹊径示诡计  © The Royal Society of Chemistry

Cu-SSZ-13上尺度NH₃-SCR历程中活性位面再去世的三种可能反映反映蹊径示诡计。反映反映物战产物分说用红色战蓝色展现。

 

图2  反映反映循环I的凶布斯逍遥能扩散  © The Royal Society of Chemistry

隐现了每一个吸应反映反映物络开物（RC）、过渡态（TS）、中间体（IM）战产物络开物（PC）的挨算。反映反映物用红色标志，产物用蓝色标志。

  

图3  反映反映循环II的凶布斯逍遥能扩散  © The Royal Society of Chemistry

隐现了每一个吸应RC、TS、IM战PC的挨算。

 

图4  反映反映循环III的凶布斯逍遥能扩散  © The Royal Society of Chemistry

隐现了每一个吸应RC、TS、IM战PC的挨算。

 

图5  NH₂NO分解的凶布斯逍遥能变  © The Royal Society of Chemistry

正在量子酸战Cu-OH位面的帮手下，NH₂NO分解的凶布斯逍遥能变。RC、TS、IM战PC的挨算如图所示。

 五、【功能开辟】

微孔Cu-SSZ-13催化剂由于具备劣秀的NH₃-SCR活性战耐水性，已经被商业操做于汽车尾气中的NO_x往除了。正在本钻研中，经由历程周期DFT合计，正在簿本水仄上钻研了Cu-SSZ-13上的残缺尺度NH₃-SCR反映反映蹊径。钻研收现，NO正在Cu位面的活化战水的减进增长了活性Cu^II物种的再去世，那为Cu-SSZ-13劣秀的高温SCR活性战耐水性提供了不雅见识。此外，借收略了闭头中间体NH₂NO正在量子酸战Cu-OH位面的帮手下的分解蹊径，那不但缩短了反映反映蹊径，借进一步降降了NH₂NO分解的能量妨碍，从而减速了NH₃-SCR反映反映。本钻研中收现的反映反映循环III的总能量势垒是迄古为止报道的正在CuSSZ-13催化剂上妨碍的尺度NH₃-SCR反映反映的最低势垒，估量那可能正在后绝魔难魔难中患上到验证。那些收现增强了簿本水仄上对于Cu-SSZ-13催化剂正在NH₃-SCR反映反映中的工做道理的清晰，那讲明了酸位面战水减进的尾要性。因此，正在确定干度条件下经由历程调节Si/Al比或者异化增长剂组分去删减酸位面概况是进一步后退Cu-SSZ-13沸石催化剂高温NH3-SCR活性的实用蹊径。

本文概况：Promotion of the selective catalytic reduction of NO_xwith NH₃over microporous Cu-SSZ-13 by H₂O and OH groups at low temperatures: a density functional theory study (Catal. Sci. Technol., 2022, 12, 5524-5532)