在不同TiO2晶面优先暴露的V2O5催化剂上，VOx物种的分散状态及其在NOx选择性还原（SCR）过程中的性能

NOx-SCR催化性能受TiO2晶面影响显著：V2O5负载于{001}晶面的纳米片催化剂VOx分散更均匀且酸性较弱，促进NH4+和NH3高效脱附，实现最高NO转化率和N2选择性。研究揭示了氧化物催化剂晶面-活性位点-性能的构效关系，为优化SCR催化剂设计提供理论支撑。

　　

具有{001}晶面优先暴露的V₂O₅/TiO₂纳米片（NS）催化剂在NO_x-SCR反应性能上优于具有{111}和{101}晶面优先暴露的V₂O₅/TiO₂纳米片（NL）和纳米棒（NP）催化剂。实验证据表明，VO_x物种主要掺入TiO₂（NP）的四面体空位中，这些空位处于高度聚合状态且具有较高的还原性，从而导致V₂O₅/TiO₂-NP{101}催化剂的NO转化率和N₂选择性较低。相比之下，VO_x物种主要掺入TiO₂（NS）和TiO₂（NL）的八面体空位中，其聚合程度较低且还原性较低，从而抑制了N₂O的生成，使得V₂O₅/TiO₂-NS{001}和V₂O₅/TiO₂-NL{111}催化剂的NO转化率和N₂选择性较高。尽管V₂O₅/TiO₂-NS{001}和V₂O₅/TiO₂-NL{111}催化剂中的VO_x物种具有相同的聚合程度，但TiO₂{001}晶面上O^2?离子的碱性比{111}晶面上的更强。因此，分散在V₂O₅/TiO₂-NS{001}催化剂中的VO_x物种酸性强度较低，吸附在催化剂表面的氨物种（NH₄⁺和NH₃）容易脱附，这解释了其优异的NO_x-SCR性能。这项研究为理解氧化物催化剂的晶面-性质关系提供了全面的见解，有助于为SCR催化剂提供界面信息，并构建具有优异性能的催化反应系统。