一、受理范围
受理生态环境部华南环境科学研究所全体党员、干部、职工违规违纪违法的举报。
二、注意事项
1、举报人应对所举报问题的真实性负责。对诬告陷害者,依规依纪依法予以查处。
2、举报一事一投,内容需事实清楚、证据确凿。
3、提倡实名举报,特别鼓励真实姓名和准确联系方式的实名举报。对认定为实名举报的,优先处理问题。
三、受理方式
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成果简介
本研究阐述了CrMn1.5O4(CM)催化剂在NH3-SCR反应过程中的碱金属中毒机理。作者发现NaCl和KCl会明显降低CM催化剂的SCR活性,且KCl的毒性强于NaCl。NaCl和KCl会破坏CM催化剂的物理化学性质。NaCl通过钝化表面L酸和B酸切断了E-R机理。在理论计算研究中,Na、K破坏了Mn-O键,影响NO的吸附,阻碍了NOx物种的形成。Cl通过与NH3的竞争吸附,削弱了L酸,也阻碍了B酸和氧空缺的形成。Na和K与Cl之间的相互作用,减弱了Na、K和Cl单个原子的毒性作用,但依旧削弱了Mn-O键强度,阻碍了NH3和NO吸附活化,也抑制了表面氧空位的形成。H2O脱附是E-R机理和L-H机理反应的决速步骤。在E-R机理反应中,NaCl和KCl增加了决速步骤的反应吸附热。在L-H机理反应中,KCl提高了决速步骤的反应能垒。
本研究得到国家自然科学基金(21978174)、广州市科技计划项目(201904020038)、2020年中国科技支撑经济重点项目(SQ2020YFF0426321)和中央科学研究院基础研究计划(PM-zx703-202104-073)的资助。
发电厂和工业锅炉等固定源氮氧化物(NOx)对生态环境(如酸雨、臭氧损耗和光化学烟雾)和人类健康造成严重的危害。作为一种最有效的氮氧化物减排手段,用NH3作为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术已被广泛应用。商业的V2O5-WO3/TiO2催化剂仍然存在着活性温度窗口(300-400 ℃)较窄、V2O5的毒性和低温下较差的催化活性等问题。Cr-Mn催化剂因其良好的低温活性和环境友好性质被认为是良好前景的催化剂,但它仍然存在碱金属中毒机理尚不清楚的情况,且弄清楚它的碱金属中毒机理对设计抗碱金属催化剂具有重要的指导意义。
图文导读
01
催化剂性能评价
02
催化剂物理化学性质
图2: Mn 2p XPS图谱 (a)、氧空位模型 (b)和O 1s XPS (c)图谱
表 1 催化剂的质性参数和表面原子的价态分布
03
吸附物种分析
图3: CM (a)、KCl0.05-CM (b)、NaCl0.05-CM (c)催化剂NH3吸附的原位红外谱图及NH4+ (d)和NH3 (e)吸附模型
作者通过in situ DRIFTS图谱分析了碱金属对NO物种在催化剂表面的吸附活化的影响。如图4a所示,NO首先吸附在CM催化剂的表面,然后被氧化成单齿硝酸盐、双齿硝酸盐、桥式硝酸盐和吸附的NO2等物种。当碱金属毒害CM催化剂后(图4b-4c),催化剂表面吸附NOx物种含量明显下降及其稳定性明显降低,证明了NaCl和KCl可以与反应位点相互作用,抑制其对NO的吸附活化,从而阻碍NH3-SCR反应。在DFT计算中,作者发现Na、K、NaCl、KCl会提高Mn位点对NO的吸附能,证明了它们对NO的吸附活化具有抑制作用。
04
决速步骤分析
小结
作者简介
魏凝涵
广西大学与生态环境部华南环境科学研究所联合培养硕士研究生,主要从事金属氧化物的晶面活性、碱金属中毒及其在大气污染物NOx去除过程中的应用研究和基于密度泛函理论的污染物催化转化过程和机理研究。在《Science of the total environment》《Journal of the Energy Institute》等国内外期刊上发表SCI论文3篇。
陈志航
博士,正高级工程师,博士生导师,注册环保工程师,广州市珠江科技新星,广东省化工学会科普与学术委员会委员。2009年在华南理工大学获工学博士学位后进入华南所(应急所)工作。主要从事大气污染控制及环境管理研究,在中低温SCR、介微孔分子筛吸附、VOCs催化氧化等环境功能材料方向积累了一定的经验。主持国家自然科学基金、国家环保公益性行业专项、广州市科学计划重点项目、广东省自然科学基金、广东省科技计划多项;主要参加国家863计划、科技部“科技助力经济2020”重点专项、广东省战略新兴产业核心技术攻关、广东省重大科技专项等项目20余项。主持地方大气环境精细化管控项目10余项,为多地市的大气环境管理提供了技术支撑。在《Applied catalysis B:Environmental》《Journal of Catalysis》《Chinese journal of catalysis》《Science of the Total Environment》等国内外期刊上发表学术论文40余篇。申请专利33项,获授权25项(其中发明专利18项、实用新型7项)。
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