综述：固定源排放硫抗性脱硝催化剂的最新研究进展

本综述系统评述了选择性催化还原（SCR）技术在工业烟气净化中的核心挑战——硫中毒问题。针对V、Mn、Ce、Cu、Fe等非贵金属催化剂，深入解析了SO2通过硫酸铵沉积（ABS）、活性位点硫酸化和酸性位点竞争吸附的三重毒化机制，并总结了元素掺杂、双金属协同、载体优化等硫抗性设计策略。文章为开发高效稳定的脱硝（deNOx）催化剂提供了理论支撑，对大气污染治理具有重要指导意义。

　　

硫抗性脱硝催化剂：破解固定源排放治理的“阿喀琉斯之踵”

ABSTRACT
选择性催化还原（SCR）技术凭借90%以上的脱硝（deNO_x）效率，已成为燃煤电厂、钢铁厂等固定源烟气净化的主流方案。然而烟气中的SO₂会引发催化剂中毒失活，这一“硫魔咒”严重制约系统长期运行。本文从原子尺度揭示SO_x毒化机制，提出创新性抗硫策略，为下一代催化剂设计绘制技术蓝图。

Introduction
固定源排放的NO_x不仅是雾霾和酸雨的元凶，更会损伤肺泡结构，诱发慢性呼吸系统疾病。相比移动源，固定源烟气具有SO₂浓度高（>1000 ppm）、工况稳定的特点。虽然NH₃-SCR技术成熟，但SO₂氧化生成的硫酸氢铵（ABS）会像“水泥”般堵塞催化剂孔道，而活性组分硫酸化则如同“锈蚀”金属，导致催化剂永久失活。

Sulfur Poisoning Mechanisms
SO₂的毒化路径呈现“三重奏”：

1. ABS沉积：SO₃与NH₃/H₂O反应生成ABS，在催化剂表面形成“冰封层”；
2. 活性位点硫酸化：V=O等活性位点被SO₄^2-取代，如同“断臂求生”；
3. 酸性位点竞争：SO₂与NO_x争夺吸附位点，引发“分子级堵车”。

Design of Sulfur-Resistant Catalysts
抗硫设计犹如“分子铠甲”锻造：

• 元素掺杂：CeO₂掺杂可形成氧空位，像“磁铁”捕获SO₂并阻止其扩散；
• 双金属协同：Mn-Ce催化剂中，Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原对如同“电子交换机”，维持Mn活性；
• 载体工程：TiO₂-SiO₂复合载体通过表面羟基“诱捕”SO₂，保护活性中心。

Regeneration of Deactivated Catalysts
失活催化剂可通过“分子SPA”重生：

• 水洗法：清除ABS沉积物，但可能造成活性组分“水土流失”；
• 热再生：400°C焙烧分解硫酸盐，需警惕“高温灼伤”晶体结构；
• 化学还原：H₂处理可将硫酸盐还原为SO₂，实现“绿色拆弹”。

Conclusions
未来研究需突破“硫-水-温”三角悖论：开发兼具低温活性（<200°C）、抗硫性和水热稳定性的催化剂。原子级原位表征技术与机器学习辅助设计，将助力揭开硫中毒的“最后一块拼图”。