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目前，釩（V）基催化劑被廣泛應(yīng)用于催化各種反應(yīng)，包括其在脫硝過(guò)程中的長(zhǎng)期應(yīng)用。通常認(rèn)為分散在大表面積載體上的各種V物種是催化活性位點(diǎn)，但是結(jié)晶態(tài)五氧化二釩（V₂O₅）在NH₃選擇性催化還原NO_x（NH₃-SCR）中的作用尚不清楚。

近日，中科院生態(tài)環(huán)境研究中心賀泓研究員和廈門大學(xué)李劍鋒教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種低V負(fù)載量的催化劑，其中結(jié)晶態(tài)五氧化二釩（V₂O₅）沉積在經(jīng)過(guò)高溫預(yù)處理的二氧化鈦（TiO₂）載體上。

令人驚訝的是，含有大量結(jié)晶態(tài)V₂O₅的催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的低溫NH₃-SCR活性。首次發(fā)現(xiàn)在低V負(fù)載量催化劑上，結(jié)晶態(tài)V₂O₅在NH₃的吸附作用下轉(zhuǎn)化為聚合釩。

賀泓/李劍鋒JACS：吸附-誘導(dǎo)活性V物種有利于低溫催化NOx的去除

圖1. V/Ti和V/Ti-850的HRTEM圖及其Raman光譜

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，生成的活性聚合V物種在NH₃-SCR中起著關(guān)鍵作用，從而顯著提高了低溫催化性能。這一新發(fā)現(xiàn)為金屬氧化物催化的化學(xué)反應(yīng)提供了基本的認(rèn)識(shí)，對(duì)NH₃-SCR催化劑的開(kāi)發(fā)和工業(yè)應(yīng)用具有重要意義。

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圖2. 催化性能比較

Adsorption-Induced Active Vanadium Species Facilitate Excellent Performance in Low-Temperature Catalytic NO_x Abatement. J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c05354.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c05354.

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