铈与钐协同提升Ce-Sm/Cu-SSZ-13催化剂低温NH3-SCR性能的机理研究

本综述系统阐述了通过耦合稀土氧化物（CeO2/Sm2O3）与Cu-SSZ-13催化剂，显著提升低温NH3-SCR（选择性催化还原）性能的创新策略。研究揭示了铈（Ce）提供氧空位促进氧传输，钐（Sm）增强[ZCu2+(OH)]+活性位点电子迁移的协同机制，为柴油车冷启动阶段氮氧化物（NOx）高效净化提供关键技术路径。

　　

Section snippets

Preparation of coupled catalysts

通过浆料法成功合成耦合催化剂。采用商用Cu-SSZ-13（铜含量4.12 wt%）为载体，以硅溶胶和铝溶胶为粘结剂，纤维素作为络合分散剂，通过浸渍法负载不同比例的CeO₂和Sm₂O₃，经干燥焙烧后获得目标催化剂。

NH₃-SCR catalytic performance

耦合催化剂的稳态性能测试表明，6% Ce-2% Sm/CSZ在200°C实现93.1%的NO_x转化率，显著优于纯CSZ（69.2%）。该催化剂在100–550°C宽温度区间内同时具备高N₂选择性和抗水硫中毒能力。机理研究证实其协同遵循E-R（Eley-Rideal）和L-H（Langmuir-Hinshelwood）双反应路径。

Conclusion

本研究通过耦合CeO₂/Sm₂O₃与Cu-SSZ-13，成功构建了高效低温NH₃-SCR催化剂。Sm³⁺的电子给体特性激活[ZCu²⁺(OH)]⁺位点，Ce³⁺提供的氧空位促进气相O₂活化，协同增强NH₃吸附/活化及硝酸铵转化效率，为低温脱硝催化剂设计提供理论依据。

CRediT authorship contribution statement

孙瑞斌: 主笔撰写、方法论、数据 curation（curation）、概念化；吕煜: 方法论、实验操作；宋崇林: 审阅编辑、项目管理、资金获取；王晨曦等: 数据整理与实验支持。

Declaration of competing interest

作者声明无已知潜在竞争性财务利益或个人关系影响本研究结果。

Acknowledgement

研究由国家自然科学基金（51921004, 52176123）资助。