《表1 铁基催化剂上SCR反应过程中不同反应机理的反应物种、反应中间体和活性位》

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《铁基催化剂用于氨选择性催化还原氮氧化物研究进展》


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研究人员利用原位表征技术尤其是原位漫反射傅立叶变换红外光谱(in situ DRIFTs)对铁基催化剂反应机理开展了大量的相关研究工作,以期从分子原子水平上了解铁基催化剂在反应工作状态下表面的NH3-SCR反应机理。对于SCR反应,在讨论其反应机理时,需要注意以下几个问题:(1)它需要以正确的化学计量来闭合该催化循环;(2)反应物、产物以及中间物种之间转化符合已知的基本化学原理;(3)化学物种的性质、成键以及电荷等是清晰合理的[92]。关于铁基催化剂的SCR反应机理有很多不同类型,但一致认为NH3需先吸附于催化剂表面,形成吸附态的活性NH3物种,然后参与SCR反应。根据NO分子在参与反应过程中吸附状态的差异,反应机理一般分为2种:一种是Eley-Rideal(E-R)机理,表示的是气态的NO与表面吸附活化的NH3物种进行反应,然后再分解为N2和H2O,类似于图9所示;另一种是Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理,表示的是气态的NO首先吸附在催化剂表面的活性位点上,然后再与邻近的吸附NH3物种进行结合反应生成N2和H2O,类似于图10所示。一些被合理建议过的SCR反应机理及主要反应物种如表1所示,表中ad表示相应物种处于吸附状态。