采用CO作为还原剂，利用选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction, SCR）技术，可以有效去除烟气中的NOx。与NH3-SCR脱硝技术不同，CO-SCR技术使用CO作为还原剂，有效避免了液氨的使用和氨逃逸现象。此外，若烟气中含有丰富的CO，也不需要添加额外的还原剂，可以同时去除NO和CO。

近日，石河子大学碳中和与环境催化剂技术研究团队（Carbon Neutralization and Environmental Catalytic Technology Laboratory, CN&ECTec Lab）于锋教授（点击查看介绍）课题组采用泡沫镍作为载体，通过负载CuCeOx金属复合氧化物，制备了CuCe/NF催化剂，用于CO-SCR脱硝反应。研究发现，Ce的存在增加了表面氧空位的浓度和吸附氧的含量，CuCe双金属协同作用进一步改善了低温催化性能。在100 ~ 150 ℃温度下，反应遵循E-R机制，在≥150 ℃温度下，反应遵循L-H机制。

图1. CuCe/NF合成示意图及反应机理。

图2. （a-e）Cu/NF、（f-j）Ce/NF、（k-o）CuCe/NF的SEM和TEM图以及（p）CuCe/NF催化剂的EDS图谱。

图3. 催化剂的（a）XRD和（b）Raman光谱；催化剂XPS光谱：（c）Cu 2p，（d）Cu LMM，（e）Ce 3d，（f）O 1s。

图4. 催化剂的（a）NO转化率、（b）CO转化率、（c）NO2浓度和（d）N2选择性。

图5. 不同空速下催化剂的（a-b）NO转化率与CO转化率；（c-h）催化剂的不同煅烧温度测试及反应后宏观形貌。

图6. CuCe/NF催化剂上（a）CO吸附、（b）NO吸附和（c）CO + NO共吸附的原位漂移谱；（d）不同温度下可能的反应原理。(NO = 500ppm, CO = 1000ppm, N2为平衡气体)。

图7. DFT模拟的潜在反应路径：（a）NO单分子吸附；（b）CO+NO双分子吸附过程。

图8. 模拟DFT计算的反应能垒：（a）E-R机反应路径；（b）L-H反应路径。

相关工作在国际知名期刊Chemical Engineering Journal 上发表。论文第一作者石河子大学化学化工学院硕士研究生高飞，通讯作者代斌教授、但建明教授和于锋教授。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Nickel foam supported CuCe mixed metal oxide as monolith catalyst for NO removal

Fei Gao, Ying Tang, Jinbao Liu, Keke Pan, Mei Zhou, Gang Qian, Minmin Liu, Feng Yu*, Jianming Dan*, Bin Dai*

Chem. Eng. J., 2023, 474, 145713, DOI: 10.1016/j.cej.2023.145713

导师介绍

于锋

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