ACS Catalysis:用于含O2条件下CO有效还原NO的Ag/WO3单原子催化剂

ACS Catalysis:用于含O2条件下CO有效还原NO的Ag/WO3单原子催化剂
开发高效的CO选择性催化还原NOx(CO-SCR)催化剂是该技术商业化的关键挑战。成本相对较低的银基催化剂很有前途,但该反应效率不够高。
基于此,中国科学院过程工程研究所苏发兵研究员,徐文青研究员,北京工商大学纪永军教授,中国石油大学李振兴教授(共同通讯作者)等人报道了在有序的介孔WO3上原子分散的Ag可以作为用于含O2条件下的CO-SCR的高活性催化剂,通过改变Ag前驱体的量,可以改变与O原子配位的Ag原子的局域环境。
ACS Catalysis:用于含O2条件下CO有效还原NO的Ag/WO3单原子催化剂
作者分别构建了0.3Ag/m-WO3、5Ag/m-WO3和0.3Ag/non-m-WO3三种催化剂模型,Ag原子的Bader电荷分别为+0.82|e|、+0.21|e|和0.00|e|。较大的Bader电荷值表明,0.3Ag/m-WO3催化剂中的Ag活性中心处于较正的氧化状态。
整个CO-SCR反应为一个六步过程,N2O*形成后的CO*吸附是5Ag/m-WO3和0.3Ag/non-m-WO3上的决速步,能垒分别为1.51和1.63 eV,而0.3Ag/m-WO3可以有效地促进这一步骤,能垒仅为0.76 eV,这表明该催化剂可以优化中间产物的吸附能,并具有优于其它两种催化剂的内在的CO-SCR活性。
ACS Catalysis:用于含O2条件下CO有效还原NO的Ag/WO3单原子催化剂
投影态密度(PDOS)图表明,与5Ag/m-WO3和0.3Ag/non-m-WO3相比,0.3Ag/m-WO3中Ag原子的d带中心更接近费米能级。
0.3Ag/m-WO3中较高的d带中心导致空反键态,并增加了与吸附物的键合强度。晶体轨道哈密顿布居(COHP)分析表明,0.3Ag/m-WO3的-ICOHP值比其他两种催化剂都要大,进一步揭示了其较强的化学键合强度。
因此,CO可以在0.3Ag/m-WO3的催化剂上更有效地还原N2O*中间体,从而使其具有最高的CO-SCR活性。
Tailoring the Electronic Structure of Single Ag Atoms in Ag/WO3 for Efficient NO Reduction by CO in the Presence of O2. ACS Catal., 2023, DOI: 10.1021/acscatal.2c05048.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c05048.

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