Descriptor‐Led Nonmetal Doping of MnO 2 Enables Selective NH 3 ‐SCR With Suppressed N 2 O Formation

非金属 密度泛函理论 动能 选择性 材料科学 兴奋剂 氧化物 催化作用 动力学 一氧化二氮 氮气 氮氧化物 物理化学 计算化学 活化能 无机化学 氮氧化物 纳米技术 化学 化学动力学 化学物理 选择性催化还原 化学稳定性 过渡状态 反应机理 氧化锰 氧化还原 过渡金属 氮氧化物
作者
Kai Xie,Ying Wang,Feng Li,Haiqiao Wei,Pengfei Ou,Lei Zhou
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:22 (53): e74760-e74760
标识
DOI:10.1002/smll.74760
摘要

ABSTRACT Low‐temperature ammonia‐selective catalytic reduction (NH 3 ‐SCR) over MnO 2 is attractive for nitrogen oxides (NO x ) abatement yet is intrinsically penalized by nitrous oxide (N 2 O) formation, a potent greenhouse byproduct. Here, we show that oxygen‐site nonmetal substitution in β ‐MnO 2 can simultaneously suppress N 2 O and accelerate NH 3 ‐selective SCR, enabled by a feasibility‐to‐mechanism computational workflow. Screening by structural compatibility, orbital hybridization, thermochemical and kinetic stability identifies viable dopants, among which F and S most effectively rewire reaction branching. Kinetics estimated by the density functional theory calculations reveal that F and S raise the N 2 O‐forming rate‐determining barrier from 0.80 eV to 0.93/0.92 eV, while lowering the N 2 ‐forming barrier from 0.48 eV to 0.40/0.42 eV. At 200°C, F‐ and S‐doped β ‐MnO 2 increase TOF by a factor of 8.40 and 4.24, respectively, and enhance kinetic N 2 selectivity by a factor of 1.66 and 1.38, respectively. We identify Mn( d )–nonmetal( p ) band center alignment as a mechanistic descriptor that points to a volcano‐like trend for the energy barriers of N 2 O and N 2 , supported by Bader charge, COHP/ICOHP, and ELF analyses. These results serve as a theoretical design reference for tuning the activity–selectivity trade‐off in oxygen‐site–modified oxide SCR catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研牛马完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
luna发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
情怀的应助被超级盼烟采纳,获得10
2秒前
科目三的应助被LH采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
5秒前
6秒前
蓝调小丸子完成签到 ,获得积分10
6秒前
缺口口发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
potatofu发布了新的文献求助10
8秒前
fdaf完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
yyy发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
太阳博士发布了新的文献求助10
9秒前
树叶完成签到,获得积分10
10秒前
JamesPei的应助被疯狂的聋五采纳,获得20
10秒前
gjww发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
香蕉觅云的应助被Yvonne采纳,获得10
11秒前
L8发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
慕青的应助被老常加油哦采纳,获得10
12秒前
高高发布了新的文献求助10
12秒前
可耐的天菱完成签到,获得积分10
13秒前
JamesPei的应助被卢小妹采纳,获得10
14秒前
wsr发布了新的文献求助10
14秒前
fdaf发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
Aq完成签到 ,获得积分10
15秒前
背后煎蛋完成签到 ,获得积分10
15秒前
545488完成签到,获得积分20
15秒前
Gilly发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8146289
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544893
关于积分的说明 21666243
捐赠科研通 7732353
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422975
关于科研通互助平台的介绍 2548013
邀请新用户注册赠送积分活动 2465902