Applied Catalysis B：真践情景与魔难魔难室Cu/SSZ

张熙熙

一、践情景魔 【导读】 

约10年前，难魔难室小孔份子筛抉择性催化复原复原(SCR)催化剂(好比，践情景魔Cu/SSZ-13)已经投进商业操做去消除了稀燃规画机尾气中的难魔难室NOx。那些催化剂比中孔战小大孔沸石基催化剂减倍坚贞耐用，践情景魔但正在操做历程中仍会逐渐掉踪活。难魔难室催化剂的践情景魔积攒掉踪活会影响后处置系统的前期操做，从而影响其齐操做寿命（FUL）。难魔难室以往的践情景魔底子钻研战操做钻研批注，水热老化(HTA)战硫老化(收罗直接硫中毒战硫吐露激发的难魔难室其余老化下场)是SCR催化剂掉踪活的两个最尾要的原因。HTA激发的践情景魔催化剂降解同样艰深是不成顺的，而硫吐露的难魔难室掉踪活同样艰深是可顺的，可能经由历程定期脱硫处置小大部份或者齐数往除了。践情景魔可是难魔难室，硫的践情景魔残缺往除了同样艰深产去世正在至关下的温度(>700⁰C)，何等确定导致HTA降解催化剂。

由于商用SCR催化剂正在谦FUL后逐渐掉踪活，因此正在固体份子水仄上体味其掉踪活机制变患上尾要。正在不影响催化剂晃动性的情景下，那一清晰将有利于设念掉踪活更缓的新催化剂，战斥天新的脱硫妄想。比去多少年去，SCR催化剂掉踪活机理的钻研患上到了很小大仄息。比去已经证实当正在复原复原条件下妨碍脱硫时，SCR催化剂的脱硫温度可能小大小大降降。由于整车厂必需思考并展看商用SCR催化剂正在布置历程中的功能逐渐益掉踪，因此斥天可能约莫细确捉拿战展看催化剂老化动做的老化模子颇为尾要。

二、【功能掠影】

远日，启仄洋西北国家魔难魔难室综开催化钻研所Feng Gao经由历程普遍的催化剂表征格式，掀收了魔难魔难室减速老化战真践情景老化之间的好异。对于6种代表性催化剂之间的深入比力钻研，从而患上到不开老化机制下簿本水仄的Cu转化相闭论断。

相闭钻研工做以“A comparative study between real-world and laboratory accelerated aging of Cu/SSZ-13 SCR catalysts”为题宣告正在国内顶级期刊Applied Catalysis B上。

 三、【中间坐异面】

1.做者经由历程操做普遍的催化剂表征格式，对于6种代表性催化剂妨碍了深入比力钻研，从而患上到不开老化机制下簿本水仄的Cu转化论断，掀收了魔难魔难室减速老化战真践情景老化之间的好异。

2.钻研收现硫老化正在催化剂正在真践降解操做中起着最尾要的熏染感动，收罗孤坐的Cu^IISCR活性物种对于CuSO₄类物种的直接硫中毒，那些物种群散成多核CuSO₄簇，并事实下场正在脱硫处置中组成CuO。那类化教反映反映将SCR活性铜转化为SCR惰性铜，同时不会宽峻影响催化剂载体的残缺性。那些特色正在SOx存正在的水热老化中患上到部份复制，但孤坐水热老化时效很易模拟。

 四、【数据概览】

图1 魔难魔难室减速老化与真践情景老化Cu/SSZ-13催化剂。©2022 Elsevier B.V.

图2 (A)尺度SCR中Cu/SSZ-13催化剂上的NO_x转化率，(B) NH₃转化率，(C) NO₂出心浓度战(D) N₂O出心浓度随温度的修正。© 2022 Elsevier B.V.

图3 (A) Cu/SSZ-13催化剂上NH₃氧化历程中NH₃转化率随温度的修正。(B)干NO氧化历程中Cu/SSZ-13催化剂上NO转化率随温度的修正。© 2022 Elsevier B.V.

图4 (A)高温NO_x转换数据导出的Arrhenius图，操做一阶速率表白式妨碍校对于。(B)由Arrhenius阐收患上出的吸应指数前果子。(C)由Arrhenius阐收患上到的吸应表不美不雅活化能。(D)反映反映温度为160⁰C时的SCR周转率，操做基于一阶速率表白式的回一化速率合计，战从NO+NH₃滴定中可复原复原的Cu露量。© 2022 Elsevier B.V.

图5 正在operando SCR条件下，Cu/SSZ13催化剂EPR可睹Cu/总Cu随温度的修正.© 2022 Elsevier B.V.

五、【功能开辟】

钻研经由历程详细比力了商业Cu/SSZ-13催化剂正在减速魔难魔难室老化战真践情景老化的各项数据，讲明了那两莳格式之间的好异。回支多种催化剂表征格式，收罗比概况积/孔隙率阐收，X射线衍射(XRD)，H₂-温度法式复原复原，NH₃-温度法式解吸，固体核磁(NMR)，本位X射线光电子(XPS)战电子顺磁共振(EPR)谱，将由此患上到的Cu转化的簿本水仄相闭论断与催化剂的SCR、NH₃/NO氧化能源教动做分割起去。证明了正在650⁰C，无SOx的情景下，水热老化会导致ZCuOH修正成Z₂Cu SCR活性物种，而不会赫然益掉踪活性位面浓度、NH₃存储容量或者催化剂的其余物理化教性量。由于水热老化可能组成为了活性较低的p-Z₂Cu物种，以是铜簿本效力益掉踪较小。正在650⁰C，SOx存正在的情景下，水热老化经由历程组成CuO战硫酸铜物种导致SCR活性Cu的益掉踪，那类征兆也正在那边钻研的残缺真践情景的老化催化剂中收现。因此，比照于水热老化，硫老化与真践老化催化剂的降解更相闭。经由历程详细的Cu形态阐收，对于真践老化催化剂的水热老化宽峻水仄妨碍了评估，患上出论断:出有一种催化剂正在逾越650⁰C的情景下履历50-100 h的累计水热老化。正在温度低于650⁰C的SOx存不才妨碍魔难魔难室老化，可能更晴天模拟真践情景的老化。最后，凭证与硫中毒有闭的铜基团的EPR默然性量，提出了可能的硫酸化战脱硫化教格式。

本文概况：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337322007482

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