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DFT模拟VPO/TiO_2催化剂表面NO和NH_3吸附的研究

收稿日期：2023-03-02 修回日期：2023-04-11 刊出日期：2023-08-28

DOI:10.20078/j.eep.20230401

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    摘要：氮氧化物(NO_x)作为主要大气污染物之一,严重影响环境安全和人类健康。 选择性催化还原法(NH_3-SCR)是目前脱除NO_x最有效的治理方法,尤其是低温SCR脱硝技术具有非常重要的应用前景和研究意义。研究表明VPO/TiO_2催化剂具有... 展开+
    摘要：

    氮氧化物(NO_x)作为主要大气污染物之一,严重影响环境安全和人类健康。 选择性催化还原法(NH_3-SCR)是目前脱除NO_x最有效的治理方法,尤其是低温SCR脱硝技术具有非常重要的应用前景和研究意义。研究表明VPO/TiO_2催化剂具有优异的低温SCR脱硝活性,本文通过DFT模拟NH_3和NO在V_2O_5和(VO)_2P_2O_7表面的吸附,对VPO催化剂的反应机理进行了微观层面上的研究。研究表明 NH_3在V_4P_4O_22H_14团簇表面的Brønsted酸和Lewis酸都发生稳定的化学吸附,在Brønsted酸位点吸附更稳定,并且NH_3在催化剂表面吸附效果佳是因为N的2p轨道和O的2p、V的3d电子轨道能发生了杂化。NO在V_4P_4O_22H_14团簇表面也是化学吸附,由于电子转移量较小,显著低于NH_3的吸附能,并不能和NH_3分子产生强烈竞争,另外NO在V_6O_20H_10团簇表面的Brønsted酸和Lewis酸均发生稳定的化学吸附,且在Brønsted酸位点吸附更稳定。说明了VPO/TiO_2催化剂反应机理中的E-R机理和L-H机理。

    收起-

    作者：

    • 黎柳升1
    • 徐彬2
    • 张铭2
    • 张佳豪2
    • 陈雅芬2
    • 宋慈2
    • 郭丽娜2
    • 春铁军3
    • 贾勇2,*

    作者简介

    作者简介：黎柳升(1974—),男,广西柳州人,高级工程师,主要从事烟气脱硫脱硝运行管理方面研究。E-mail:sjcb2678@163.com
    通讯作者：贾勇(1981—),男,湖南常德人,副教授,主要从事工业烟气治理方面的教学和研究工作。E-mail:Jiayong2000@163.com

    单位

    • 1. 广西钢铁集团有限公司
    • 2. 安徽工业大学 能源与环境学院
    • 3. 安徽工业大学 冶金工程学院

    关键字

    • DFT
    • 模拟
    • SCR
    • 脱硝
    • VPO
    • 反应机理

    基金项目

    安徽省自然科学基金项目(KJ2019A0079,KJ2020A0236)

    引用格式

    黎柳升, 徐彬, 张铭,等. DFT模拟VPO/TiO_2催化剂表面NO和NH_3吸附的研究[ J]. 能源环境保护,2023, 37(4): 140-148.

    LI Liusheng, XU Bin, ZHANG Ming,et al. Study on adsorption of NO and NH_3 on VPO/TiO_2 catalysts by DFT simulation[J]. Energy Environmental Protection, 2023, 37(4): 140-148.

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