贺泓院士《国家科学评论》综述：NH3选择性催化还原Nox：铜基小孔沸石面临的机遇与挑战

Nanoyu

2021-01-17

沸石作为高效、稳定的催化剂在环境催化领域有着广泛的应用。典型地，具有小孔结构的Cu-SSZ-13对氨选择性催化还原No_x（NH₃-SCR）表现出优异的催化活性和较高的水热稳定性。

有鉴于此，中科院生态环境研究中心贺泓院士综述了过去十年中，用于NH₃-SCR的Cu基小孔沸石催化剂的研究进展。

文章要点

1）高效的NH₃-SCR催化剂包含紧密耦合的氧化还原酸位点以及这些功能位点的高分散性和足够的暴露性。作者以具有菱沸石（CHA）拓扑结构的Cu-SSZ-13沸石为催化模型，概述了用于NH₃-SCR的Cu²⁺交换沸石催化剂的一般特性，催化剂的活性中心状态、SCR反应机理、合成方法以及抗中毒机理（SO₂、HCs、碱金属…）。

2）作者接下来从Cu-SSZ-13催化剂的择形特性出发，总结了具有优异活性和水热稳定性的铜基小孔沸石择形催化的基本特征，总结了具有水热稳定的小孔沸石催化剂，以及其他可选择的小孔沸石。

3）作者最后指出，Cu交换小孔沸石的特性与NH₃-SCR催化剂所要求的特性完全匹配，实现了在NH₃-SCR反应中的优异的脱硝效率。因此，Cu基小孔沸石作为高效稳定的NH3-SCR催化剂具有广阔的应用前景。此外，仍存在一些挑战有待解决。包括：i）抗化学中毒性能（SO₂、P和碱金属等）；ii）DOC部分NO的部分氧化，导致NO₂始终存在；iii）除CHA、LTA和AEI型沸石外，还应开发具有合适的元素组成和孔结构的小孔沸石用于NH3-SCR反应；iv）小孔沸石的绿色可持续合成方法。

参考文献

Yulong Shan, et al, Selective catalytic reduction of NOx with NH3: opportunities and challenges of Cu-based small-pore zeolites, National Science Review, , nwab010

DOI: 10.1093/nsr/nwab010

https://doi.org/10.1093/nsr/nwab010