菱沸石在柴油车尾气NO_x催化净化中的应用

柴油车尾气NO_x控制是目前大气污染控制领域的重要研究内容,对改善城市大气污染现状有着极其重要的作用。NH_3选择性催化还原NO_x(NH_3-SCR)是应用于该领域的主流技术之一。近年来,以具有菱沸石(chabazite,CHA)结构的分子筛为载体负载Cu制备的Cu-CHA(Cu-SSZ-13和Cu-SAPO-34)系列催化剂,因其优秀的NH_3-SCR活性和良好的水热稳定性,成为学者们关注的热点。本文首先从制备方法及反应条件对Cu-CHA催化性能的影响和NH_3-SCR反应机理这几个方面系统阐述Cu基菱沸石在柴油车尾气NO_x催化净化领域的研究进展;然后总结了负载其他过渡金属和稀土金属制备的M-CHA分子筛催化剂在NH_3-SCR反应中的应用,指出双活性中心菱沸石催化剂在NH_3-SCR领域表现出的优势;在此基础上对菱沸石NH_3-SCR催化剂的进一步改良做出展望。

自然和人工光合作用水裂解催化剂

近年生物光合作用水裂解催化中心的结构研究取得重要进展,为人工模拟光合作用水裂解研究提供了理想的蓝图。人工模拟生物水裂解催化中心、制备高效和廉价的人工水裂解催化剂、获得电能和(或)氢能被认为是解决人类所面临的能源危机和环境污染问题的理想途径。这方面的研究具有重要科学意义和应用价值,同时也是广受关注的重大科学前沿。本文对最近生物水裂解催化中心和其人工模拟研究进展进行了评述。

人工模拟光合作用水裂解催化中心Mn_4Ca-簇的研究进展

人工模拟光合作用水裂解催化中心,制备高效、廉价人工水裂解催化剂,获得电能和(或)氢能,被认为是解决人类社会所面临的能源危机和环境污染问题的理想途径.对该方面的研究具有重要的科学意义和应用价值,同时也是广受关注的重大科学前沿.本文对最近生物水裂解催化中心和其人工模拟研究进展进行了评述.

铁钛共掺杂氧化铝诱发表面双反应中心催化臭氧化去除水中污染物

多相催化臭氧化技术因能有效去除水中有机污染物而受到广泛关注.然而,基于单一位点氧化还原的金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤,使活性受到抑制,极大地限制了多相催化臭氧化技术的实际应用.为解决这一瓶颈,以过渡金属物种Fe和Ti对金属氧化物γ-Al_(2)O_(3)基底进行晶格掺杂制备出新型双反应中心催化剂FT-A-1 DRCs.通过XRD、TEM和XPS等技术对其形貌结构和化学组成进行了表征分析,证明Fe和Ti对于Al的晶格取代,形成表面贫富电子微区(富电子Fe微中心和缺电子Ti微中心).FT-A-1 DRCs被用于催化臭氧化过程,对布洛芬等一系列难降解有机污染物的去除表现出优异的活性和稳定性.利用EPR和电化学技术揭示了界面反应机制.发现在催化臭氧化过程中,O_(3)/H_(2)O在富电子微中心被定向还原产生·OH,而污染物可在缺电子微中心作为电子供体而被氧化,为反应体系持续提供电子.这一反应过程利用污染物自身的能量实现了污染物的双途径降解(·OH攻击和直接电子供体),突破了金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤.

高熵钙钛矿氧化物:一种应用于氮气还原的通用材料

在过去的几年里,电催化氮还原反应(eNRR)吸引了大量的研究兴趣.尽管如此,NH3的产量和选择性仍然没有达到实际应用的标准.本论文报道了成分为Ba_(x)(FeCoNiZrY)_(0.2)O_(3−δ)(B_(x)(FCNZY)_(0.2)(x=0.9,1))的高熵钙钛矿作为eNRR催化剂的新材料研究平台.通过改变A位金属元素的非化学计量比,使材料产生更高密度的氧缺陷,进而提升氮气还原性能.B_(0.9)(FCNZY)_(0.2)的NH_(3)产率和法拉第效率是B(FCNZY)_(0.2)的1.51和1.95倍.理论上,利用d-带中心理论预测了B-位点的催化活性中心,并确定了镍元素为催化位点.最佳远端反应途径中的中间状态的自由能值表明,第三个质子化步骤(*NNH_(2)→*NNH_(3))是决定速率的步骤,高熵钙钛矿氧化物中氧空位的增加对氮的吸附和还原都有贡献.这项工作为具有多个活性位点的高熵结构应用于电催化固氮提供了一个新的研究框架.