​何广智/贺泓Nature子刊：剖幽析微：揭示NO2对Cu-SSZ-13催化NH3-SCR的抑制作用

NO_x与NH₃(NH₃-SCR)的选择性催化还原是去除NO_x最广泛采用的技术。商用Cu基小孔SSZ-13(Cu-SSZ-13)沸石催化剂对于用NH₃对NO_x进行选择性催化还原(SCR)具有高活性。然而，在NO₂存在的情况下，Cu-SSZ-13催化剂在低温下的活性会受到抑制，这与NO₂^–明显加速NO_x转化率的其他典型的SCR催化剂系统不同。NO和NO₂总是共存的，因此探究清楚NO₂^–对活性Cu位点在SCR反应中的影响具有重要意义。

近日，中科院生态环境研究中心何广智、贺泓等结合动力学实验、原位光谱和理论计算，以探究NO₂存在的情况下对Cu-SSZ-13催化剂上的SCR反应的影响。

动力学实验和原位X射线吸收精细光谱(XAFS)研究了NO和NO₂存在的SCR反应情况以及在SSCR(只有NO)、FSCR(NO和NO₂)和NO₂-SCR(NO₂)反应条件下Cu物种的存在形式。结果表明，在反应过程中，NO₂的强氧化作用会导致Cu离子形成Cu^II物种(fw-Cu²⁺和NH₃-溶剂化的Cu^II)，这阻碍Cu物种的移动，抑制了催化剂的催化活性。

实验和密度泛函理论计算(DFT)表明，相比于具有移动能力的双核Cu位点，动能力较弱的Cu^II位点的SCR催化反应能垒更高；并且与Cu^II位点相比，含有NO₂的SCR反应更容易在Brønsted酸性位点上发生。总的来说，该项工作揭示了NO₂在NH₃-SCR反应中起到的作用，并展示出Cu-SSZ-13催化剂在NO₂和NO同时存在下的应用潜力。

Strikingly Distinctive NH₃-SCR Behavior over Cu-SSZ-13 in The Presence of NO₂. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-32136-z