中国科学院生态环境研究中心大气环境与污染控制实验室研究员、中国工程院院士贺泓团队，在机动车污染排放控制方面取得重要进展。相关研究成果以strikingly distinctivenh3-scrbehavior over cu-ssz-13 in the presence ofno2为题，发表在《自然-通讯》（ communications）上。
我国柴油车尤其柴油货车高频、长距离运行导致其主要污染物氮氧化物（nox）排放量大，已成为我国灰霾（pm2.5）和臭氧（o3）复合污染形成的重要原因。重型柴油车nox排放控制应用广泛的技术是氨选择性催化还原（nh3-scr）技术。该技术的核心是nh3-scr催化剂。
前期研究发现，no2存在显著抑制了cu-ssz-13小孔分子筛的nh3-scr催化性能，这一现象与其他体系如氧化物催化剂、fe基分子筛等的no2促进scr现象明显不同（catal. sci. technol., 2014, 4, 1104；j. phys. chem. c., 2018, 122, 25948；appl. catal. b, 2020, 275, 119105）。研究利用动力学实验、原位x射线吸收精细结构谱（in situ xafs）及密度泛函理论（dft）模拟计算，证实了no2由于具有较o2更强的氧化性，使活性铜物种在实际反应中以更高价态和更多配位的cuii形式存在（骨架固定cuii和nh3络合cuii形式），抑制了活性铜物种的移动性（图1）。这使铜位点上的scr反应能垒明显增加，导致含有no2的scr反应更倾向于发生在bronsted酸性位点上（图2）。
该研究揭示了实际应用过程中no2抑制商用cu-ssz-13小孔分子筛催化剂scr性能的本质原因，为柴油车尾气后处理系统scr催化转化器设计提供了理论依据。
研究工作得到国家自然科学基金基础科学中心项目/青年科学基金项目、中科院青年创新促进会和生态中心臭氧专项的支持。
图1.cu-ssz-13的原位xafs图谱。a.o2/he，b.no吸附，c.nh3吸附，d.no nh3吸附，e.no nh3吸附后o2氧化，f.no nh3吸附后no2氧化，g.标准scr反应条件下，h.快速scr反应条件，i.no2-scr反应条件。
图2.brnsted酸性位点上的快速scr反应模拟计算。a.吉布斯自由能，b.基元反应中反应物、过渡态和产物的优化结构。
研究团队单位：生态环境研究中心
