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继续教育培训网首页中国人民大学环境学院研究团队日前在柴油车NOx控制领域取得新进展。具有菱沸石(CHA)结构的Cu/SSZ-13小孔分子筛催化剂是当前最具应用前景的柴油车NOx净化用催化剂,但依然面临高温水热老化和硫中毒失活的难题。在以往文献报道中,研究人员通常把Cu/SSZ-13高温水热老化和硫中毒失活机制分开研究。但在实际应用过程中,上游颗粒过滤器(DPF)再生过程往往会导致Cu/SSZ-13高温水热老化和硫中毒失活同时发生。此外,以往研究也没有考虑反应气氛对失活过程的潜在影响,因而无法得出更贴近实际情况的Cu/SSZ-13失活机制。基于以上分析,中国人民大学环境学院副教授张涛团队首次将Cu/SSZ-13暴露在含有SO2的高温反应气氛下进行处理,以模拟Cu/SSZ-13的真实失活过程。
研究发现,高温水热老化主要破坏CHA笼四元环的Si-OH-Al键和ZCuOH活性位点,同时生成惰性CuOx/CuAlOx物种,而SO2的存在进一步促使ZCuOH活性位点的迁移转化,最终导致Cu/SSZ-13严重失活。以上工作为研究实际工况下的催化剂失活机制开辟了一个全新视角,同时也为理性设计更加高效的柴油车NOx净化用Cu基分子筛催化剂提供了一定的理论基础和技术支撑。
(Cu/SSZ-13高温水热老化和硫中毒复合失活机制)
(期刊封面文章)
相关研究工作以“Revealing the Synergistic Deactivation Mechanism of Hydrothermal Aging and SO2 Poisoning on Cu/SSZ-13 under SCR Condition”为题发表在环境领域顶级期刊《环境科学与技术》(Environ. Sci. Technol.)上,并被选为封面文章。清华大学环境学院博士后张亚妮、中国人民大学环境学院硕士生朱鸿昌和张涛为论文共同第一作者,张涛为论文唯一通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国人民大学“双一流”跨学科重大创新规划平台——生态文明跨学科交叉平台的大力支持。
张涛团队长期致力于大气污染控制和环境催化的前沿领域研究,围绕新型环境功能材料、微观反应机理、催化剂失活机制等方向取得了系列创新成果,在Environ. Sci. Technol.、ACS Catal.、Appl. Catal. B-Environ等环境和催化领域国际著名期刊上发表论文30余篇,授权发明专利5项。