CeO2纳米棒负载MnOX中活性氧物种通过金属氧化物-载体相互作用强化烟气中Hg0去除的机制研究

本文推荐一种基于CeO2纳米棒负载MnOX(Mn-Cer)的高效汞吸附剂，通过金属氧化物-载体相互作用(SOSI)调控Mn-O键强度，增强界面电子转移并产生氧空位，显著提升Hg0去除率(88.1%)。研究揭示载体形貌（立方体/棒状/颗粒）对表面活性氧(ROS)、氧化还原性能及抗SO2毒性的影响，为燃煤烟气汞污染控制提供新策略。

　　

Highlight

CeO₂纳米棒负载的MnO_X(Mn-Ce_r)展现出卓越的Hg⁰捕获能力，这归功于其高比表面积、突出的氧化还原能力、增强的表面酸性以及活化的氧物种（晶格氧和化学吸附氧）。高度分散的Mn物种与CeO₂纳米棒载体的强相互作用削弱了金属-氧键强度，加速界面电子转移，从而产生更多氧空位并增加表面活性氧物种。

Structural and surface chemical properties

透射电镜(TEM)显示Mn-Ce_r由纳米片和纳米棒组成，具有最小平均粒径（20-50 nm）。X射线光电子能谱(XPS)证实其表面存在更高浓度的Ce³⁺和Mn⁴⁺，促进氧空位形成。H₂-TPR结果表明Mn-Ce_r的还原峰温度最低，验证其优异的氧化还原性能。

Conclusions

本工作阐明CeO₂载体形貌通过调控金属氧化物-载体相互作用，显著影响Hg⁰去除效率。Mn-Ce_r在含5% O₂、500 ppm NO、800 ppm SO₂和3% H₂O的复杂烟气条件下仍保持88.1%的Hg⁰去除率，其表面形成的Mn-O-Ce键和氧空位为Hg原子提供了优先结合位点，形成稳定的Hg-O结构。