原位掺铈调控Cu/SSZ-13催化剂动态微环境实现高效NH3-SCR脱硝

本文推荐：该研究通过原位掺铈策略动态调控Cu/SSZ-13分子筛内部催化微环境，结合DFT计算与原位DRIFTS/UV-Vis技术，揭示Ce离子通过锚定6MRs（六元环）框架氧促进Cu物种（Z2Cu→ZCuOH）向8MRs（八元环）迁移的机制。创新性提出Ce诱导NH3-溶剂化Cu+活化O2形成双核Cu-oxo活性中心，协同L-NH3/B-NH4+/硝酸盐物种提升低温SCR活性，为沸石催化剂设计提供新思路。

　　

Highlight

本研究巧妙利用Ce物种精准调控催化微环境，生成高迁移性NH₃-溶剂化Cu⁺离子对，可高效活化O₂分子形成双核铜氧（di-copper oxo）中间体，在NH₃-SCR反应中实现N₂的高效选择性生成，同时兼具优异的水热稳定性。

Design and theoretical verification of Cu/Ce-SSZ-13 catalyst

传统后合成法（如离子交换）制备的Cu/SSZ-13中，Cu²⁺优先占据六元环（6MRs）位点，而大半径Ce离子难以直接进入分子筛孔道。理论计算表明，原位掺铈可诱导Ce与6MRs骨架氧配位，像"分子扳手"般将Z₂Cu从6MRs"撬动"至相邻八元环（8MRs）形成高活性ZCuOH位点，这种动态重分布机制通过DFT结合能计算和过渡态分析得到验证。

Conclusions

研究证实：Ce通过与6MRs骨架氧配位，重塑Cu物种动态微环境，促使NH₃-溶剂化Cu⁺在反应中形成双核活性中间体，显著提升L-NH₃（路易斯酸位NH₃）、B-NH₄⁺（布朗斯特酸位NH₄⁺）及硝酸盐物种的反应参与度。该工作为沸石体系催化微环境调控提供了"原位掺杂-动态活化"的创新策略。