太原理工大學(xué)等 新型催化劑提升低溫催化性能
文章來源：新能源網(wǎng) 更新時間：2025-04-11 15:27:54
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本報訊（記者李晨）太原理工大學(xué)教授張國杰團隊與合作者在煙氣凈化領(lǐng)域取得突破，成功開發(fā)出一種新型錳摻雜銅鐵基催化劑。該催化劑在低溫環(huán)境下能高效協(xié)同去除氮氧化物和一氧化碳，并展現(xiàn)出優(yōu)異的抗硫抗水性能，為鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)超低排放提供了創(chuàng)新解決方案。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《美國化學(xué)會-催化》。
鋼鐵生產(chǎn)是空氣污染的主要來源之一。其燒結(jié)過程中產(chǎn)生的煙氣含有大量的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等污染物，對環(huán)境造成嚴(yán)重影響。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，當(dāng)前普遍采用氨選擇性催化還原技術(shù)和傳統(tǒng)的礬鎢鈦催化劑。然而，傳統(tǒng)催化劑在低溫下活性不足，并且存在高溫操作的能量消耗問題。 研究人員通過摻雜Mn元素，成功改善了Cu3Fe1-LDHs催化劑的性能，在低溫和富氧條件下表現(xiàn)出氮氧化物和一氧化碳轉(zhuǎn)化率的雙重提升，尤其是在低溫下展現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性。 通過理論計算和一系列表征技術(shù)，研究團隊進一步揭示了Mn摻雜對催化劑化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明，Mn摻雜顯著增強了催化劑的電子轉(zhuǎn)移能力，促進了Cu離子和Fe離子之間的相互作用，進一步提高了催化劑的吸附能力和反應(yīng)性。 該研究還發(fā)現(xiàn)，Mn摻雜增強了催化劑的表面酸性，從而減少了二氧化硫的吸附以及硫酸鹽的生成，提升了催化劑在含硫廢氣中的穩(wěn)定性和長期使用性能。該成果不僅為低溫催化技術(shù)提供了新思路，也為高硫煙氣環(huán)境下的污染治理開辟了路徑，具有重要的環(huán)保與經(jīng)濟價值。 相關(guān)論文信息： https://doi.org/10.1021/acscatal.4c07193 《中國科學(xué)報》 (2025-04-07 第3版 綜合)
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