学院于锋教授团队JECE:碳包覆CuCoAlOx复合金属氧化物的CO-SCR抗氧性能及其机理分析
发布日期:2024-04-08   作者:重点实验室  浏览数:248

选择性催化还原(SCR)被认为是最有效的脱硝技术之一,其中CO-SCR脱硝受到了研究学者们的广泛关注。然而,烟气中的O2的易于导致CO-SCR脱硝催化剂中毒,影响CO-SCR脱硝催化剂的活性和稳定性。因此,如何解决催化剂的O2中毒问题是目前CO-SCR脱硝催化剂迫切需要解决的难题。

近日,我院于锋教授研究团队制备了具有优异抗氧性能的CuCoAlOx@C催化剂,并通过原位红外测试与DFT理论计算阐明了催化剂的抗氧中毒机制。对于无碳包覆的CuCoAlOx催化剂,当CO+NO反应体系中加入O2时,O2易于在催化剂表面活性位点发生吸附,与CO反应生成CO2,导致还原剂CO的减少,阻碍了CO-SCR反应的进行,使得脱硝转化率急剧下降。对于碳包覆的CuCoAlOx@C催化剂,当O2加入反应体系后,减少了O2在催化剂表面活性位点的吸附,降低了COO2反应生成CO2,保证了CO-SCR反应的顺利进行。同时,催化剂表面丰富的氧空位促进了NO的吸附和解离,与CO反应生成N2CO2。此外,O2会在表面包覆碳的作用下活化为O*,随后通过MvK机理将部分CO氧化为CO2。研究表明,当反应体系中加入5 vol% O2时,CuCoAlOx@C催化剂的NO转化率可以保持在85%以上。

1. CuCoAlOxCuCoAlOx@C催化剂在O2存在下的NO转化率(反应条件:500 pm NO, 1000 ppm CO, N2为平衡气体,5 Vol% O2

2. CO+N+O2CuCoAlOxCuCoAlOx@C催化剂表面的反应机理

相关工作发表在Journal of Environmental Chemical Engineering。该论文的第一作者为石河子大学化学化工学院博士研究生潘珂珂,通讯作者于锋教授

Promoted O2 resistant performance of CO selective catalytic reduction via carbon-coated CuCoAl mixed metal oxidesKeke Pan, Yonghua Yao, Dan Cui, Fei Gao, Minmin Liu, Jianming Dan, Bin Dai, Xuhong Guo, Yanwen Zhang, Feng YuJ. Environ. Chem. Eng., 202412, 112498. DOI: 10.1016/j.jece.2024.112498