电膜生物反应器中污泥特性-微生物群-界面能协同作用机制及其对餐饮废水处理性能的影响

本文创新性地通过调控锰前驱体（MnOx）在磷改性Mn(X)/TiP催化剂（X=O,A,N）中的分散度，揭示了P-Mn相互作用对NH3-SCR（选择性催化还原）脱硝性能的调控机制。研究发现锰前驱体为醋酸锰时（Mn(A)/TiP）形成的孤立MnOx纳米颗粒能有效缓解磷对活性位点的钝化作用，并通过建立Mn-Ti高效氧化还原循环（Ti4+ + Mn2+/3+ ? Ti3+ + Mn3+/4+），在145-300℃宽温域内实现80%以上NO转化率，为解决SCR催化剂酸性与氧化还原性能失衡问题提供了新策略。

　　

Highlight亮点

通过调控锰前驱体类型（二氧化锰、醋酸锰和硝酸锰）精准操纵MnO_x在磷改性TiO₂（TiP）载体上的分散行为，首次揭示了"分散度-P-Mn相互作用-催化性能"的构效关系。其中醋酸锰前驱体制备的Mn(A)/TiP催化剂展现出最佳低温SCR活性，在145℃即实现80%NO转化率，这归因于高度分散的MnO_x纳米颗粒既能维持磷提供的酸性位点，又通过弱化P-Mn相互作用保护了催化剂的氧化还原能力。

NH₃-SCR活性

三种催化剂的脱硝性能呈现Mn(A)/TiP > Mn(O)/TiP > Mn(N)/TiP的显著梯度差异（图1）。Mn(A)/TiP在145-300℃宽温域保持80%以上NO转化率，且N₂O副产物生成量最低。这种优异的低温活性源于其独特的Mn-Ti电子传递机制：高度分散的MnO_x促进了Ti⁴⁺与Mn^2+/3+之间的动态氧化还原循环，大幅提升了NH₃和NO_x的活化效率。

Conclusion结论

本研究通过前驱体工程策略，首次建立了MnO_x分散度与P-Mn相互作用强度的定量关系。实验证明：适度分散的MnO_x纳米颗粒（如Mn(A)/TiP）既能保留磷改性带来的酸性优势，又能通过构建高效的Mn-Ti电子穿梭网络（Ti³⁺/Ti⁴⁺与Mn^2+/3+/4+循环）解决传统磷改性催化剂氧化还原能力削弱的难题，为设计宽温域SCR催化剂提供了新思路。