Unraveling the Complete Mechanism of the NH3-Selective Catalytic Reduction of NO over CeO2

催化作用 选择性催化还原 氮氧化物 化学 离解(化学) 密度泛函理论 X射线光电子能谱 原位 氧化还原 氧化物 无机化学 化学工程 计算化学 物理化学 有机化学 燃烧 工程类
作者
Weibin Chen,Shenzhen Xu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (23): 15481-15492 被引量:36
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c04490
摘要

CeO2-based oxides, with promising redox properties, exhibit application potential for the selective catalytic reduction (SCR) of nitrogen oxide (NOx) with NH3 (NH3-SCR). Despite decades of research, the underlying mechanisms governing the SCR activity remain unclear, and the catalytic paths of fast SCR (Fast_SCR) and standard SCR (Std_SCR) on the CeO2 surfaces are still under debate. Understanding the complete SCR reaction mechanism is crucial for the design and synthesis of efficient SCR catalysts. We perform density functional theory (DFT) simulations, synthesize CeO2 model catalysts for in situ spectroscopy experiments (in situ drifts, in situ Raman, in situ NAP-XPS, and in situ EPR) and SCR activity evaluation experiments to reveal the complete mechanism for NH3-SCR over CeO2. We find that the Std_SCR and the fast-SCR mechanisms share the same NO reduction path but go through two different adsorbed-hydrogen (H*) removal processes. For the NO reduction reaction, NH3 dissociation to NH2* and H* is catalyzed by the coupled [O* + Ovac] species. The NH2* then combines with NO to generate the NH2NO active intermediate, which further dissociates to N2 and H2O. In the Fast_SCR H* removal process, NO2 reacts with H* and *NH3 to generate H2O and NH2NO. For the Std_SCR, the catalytic species of O* is consumed to complete the H* removal. Our experimental–theoretical joint study further provides design principles of oxide catalysts for NO removal based on the atomic-level understanding of the catalytic mechanisms.
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
刚刚
白冷之发布了新的文献求助10
1秒前
niu关闭了niu文献求助
1秒前
0001发布了新的文献求助30
1秒前
情怀应助ss毒是采纳,获得10
1秒前
冰选若南完成签到,获得积分20
1秒前
昏睡的依丝完成签到,获得积分20
2秒前
11发布了新的文献求助10
2秒前
赘婿应助狂野小鸭子采纳,获得10
2秒前
荷珠发布了新的文献求助10
3秒前
111应助林林采纳,获得10
4秒前
粒粒糖完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
科研通AI2S应助mq采纳,获得10
5秒前
5秒前
风趣问蕊发布了新的文献求助10
5秒前
dyk发布了新的文献求助10
5秒前
kkh完成签到 ,获得积分10
6秒前
剑过无声发布了新的文献求助10
7秒前
Acacia完成签到,获得积分10
7秒前
MoandRa发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
小瓶子完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
景飞丹完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
传奇3应助念念采纳,获得10
11秒前
万能图书馆应助球球采纳,获得10
11秒前
12秒前
星辞发布了新的文献求助10
12秒前
调皮的酬海应助唐大王采纳,获得10
14秒前
烟花应助调皮友安采纳,获得10
14秒前
shl666发布了新的文献求助10
14秒前
GOING发布了新的文献求助10
14秒前
拉普拉斯妖完成签到,获得积分10
14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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
从k到英国情人 1700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5776732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5630711
关于积分的说明 15443875
捐赠科研通 4908787
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2641419
邀请新用户注册赠送积分活动 1589404
关于科研通互助平台的介绍 1543973