张梓乐、麻世超同学的研究成果在Applied Catalysis A: General期刊发表
发布时间: 2026-06-12 浏览次数: 10

 近日,课题组在NH3-SCR方向的研究工作取得进展,相关工作以“Enhancement of low-temperature NH3-SCR activity and SO2 resistance over Mn-Ce oxide catalysts via oxygen vacancy”为题发表在Applied Catalysis A: General。研究团队通过Ce掺杂策略,系统地调节Mn-Ce复合氧化物催化剂氧空位含量。结果表明,氧空位促进生成新的Lewis酸位点,增强了NH3的吸附与活化,从而提高了催化剂的低温活性和抗SO2毒化能力。其中Mn0.9Ce0.1Ox在150 ℃下实现100%的NOx转化率,工作温窗(W90)超过200 ℃,并且具备优良的抗硫性能。

 一、研究背景

 氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,对环境和人类健康有严重的危害。NH3-SCR技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术,目前商业V基催化剂低温活性不佳,Mn基催化剂由于其良好的低温活性被广泛关注。但较窄的工作温度与较弱的抗硫性限制了Mn基催化剂的应用与发展,如何同时提升其活性与抗硫性成为核心问题。

 二、图文解析

 XRD、HR-TEM与XPS系列表征结果(图1-3)证实,Ce掺杂显著增加了催化剂的氧空位浓度,其中Mn0.9Ce0.1Ox氧空位浓度最高。催化剂活性及抗硫性测试结果(图4)表明,活性及抗硫性与氧空位浓度呈现明显的正相关关系。氧空位通过提供更多的NH3、NOx的吸附活化位点以及额外的Lewis酸位点,并促进低价态Mn离子氧化为Mn4+离子,同时优化催化剂对反应物的吸附与氧化还原能力以提高催化剂的低温活性。而酸性的增加有利于减少SO2的吸附,提高其抗硫性。

图1. 催化剂XRD图谱

图2. 催化剂HR-TEM图像

图3. 催化剂XPS结果

图4. 催化剂活性及抗硫抗水性

 三、总结与展望

 该工作通过Ce掺杂改性策略以调控氧化锰基催化剂氧空位含量,进一步的优化催化剂对反应物的吸附活化及氧化还原性能,提高其低温活性与抗硫性。其中Mn0.9Ce0.1Ox在150 ℃下实现100%的NOx转化率,工作温窗(W90)超过200 ℃,并具备优异的抗硫性能。本研究可为制备高效锰基脱硝催化剂提供一定的参考与支撑。

 论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926860X26001900#cited-by

 课题组硕士研究生张梓乐同学与博士研究生麻世超同学为论文的共同第一作者,通讯作者为牟文涛博士后、苏海霞高级工程师与李雪辉教授,该工作得到国家自然科学基金与中国博士后科学基金的资助。