基于废弃SCR催化剂载体再生TiNb2O7的设计及其局部极化效应在快充应用中的研究

《Journal of Environmental Management》：Design of regenerated TiNb 2O 7 with engineered local polarization effect for fast-charging applications prepared by waste SCR catalyst carriers

本文提出了一种从废弃SCR催化剂中回收钛载体并合成再生TiNb2O7（R-TNO）快充负极材料的创新策略。通过钠化焙烧-浸出工艺高效回收钒（92.30%）和钨（95.16%），所得再生TiO2（R-TiO2?1，较传统TNO提升81.05%。DFT计算揭示Al掺杂诱导的局部极化效应优化了Nb-O键电荷分布，显著提升锂离子传输动力学。该研究为碳中和目标下的资源循环与高性能储能材料开发提供了新范式。

　　

亮点

从废弃SCR催化剂制备TiO₂

还原酸浸残渣经研磨过325目筛后，与Na₂CO₃按质量比1:2至1:3混合，在650°C以上马弗炉中焙烧6小时。焙烧后的固体粉末经精确称量并精细研磨备用。

浸出与杂质去除

采用HF消解酸浸残渣，ICP-OES分析显示废弃催化剂中TiO₂载体占比70.92%，WO₃为2.79%，Al₂O₃与SiO₂合计20.52%。通过XRD、XPS和SEM-Mapping对催化剂表征（图S2）。

结论

本研究实现了废弃SCR催化剂中钛载体的低碳回收与高值化利用，成功制备了新型快充负极材料R-TNO，并阐明了其性能增强机制。基于热力学计算优化了载体（R-TiO₂）回收工艺，结合环境效益分析证实该策略的工业化潜力。