中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心賀泓團隊在V2O5-WO3/TiO2催化劑氨選擇性催化還原（NH3-SCR）反應(yīng)機理研究方面取得進展。

　　催化劑通常由主催化劑、助催化劑和載體組成，助催化劑本身幾乎沒有活性，但與主催化劑共同作用，可顯著提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性等性能。V2O5-WO3/TiO2（V-W/TiO2）催化劑是一種典型的三元催化劑，自20世紀(jì)70年代以來廣泛應(yīng)用于NH3-SCR去除氮氧化物（NOx）中。現(xiàn)有研究普遍認(rèn)為，WO3助劑主要通過增強V基催化劑的表面酸性和調(diào)控V2O5結(jié)構(gòu)提高催化劑活性，而NH3-SCR反應(yīng)的氧化還原循環(huán)都發(fā)生在V2O5物種上，WO3助劑不直接參與氧化還原過程。

　　研究團隊通過球差電鏡、原位X射線譜吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（XAFS）、原位拉曼（Raman）光譜等實驗，結(jié)合第一性原理計算發(fā)現(xiàn)，V-W/TiO2催化劑表面原子級分散且與V形成V-W雙核位點的W=O物種表現(xiàn)出很高的氧化還原活性，可直接參與對NH3的摘氫活化過程，在SCR反應(yīng)中發(fā)揮氧化還原作用。具體反應(yīng)過程為：W位點對吸附態(tài)的NH3摘氫活化生成W-OH基團，活化后的NH3（即-NH2）與NO反應(yīng)生成NH2NO，在此過程中，W=O轉(zhuǎn)化為W-OH，導(dǎo)致W-O原子間距的增大。生成的相鄰V-OH和W-OH基團之間可通過H轉(zhuǎn)移反應(yīng)，復(fù)原W=O基團。

　　相關(guān)研究成果以Unexpected redox role of WO3 in V2O5-WO3/TiO2 catalysts for selective reduction of NO by forming V-W dinuclear sites為題，發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。該研究深化了對助催化劑作用機理的理解，同時為高效釩基催化劑的設(shè)計與開發(fā)提供了新的理論依據(jù)和研究思路。

　　研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金的支持。

V-W/TiO2催化劑中WO3助劑在NH3-SCR反應(yīng)中的氧化還原作用機理