使用NH₃作为还原剂的选择性催化还原（SCR）是用于柴油机排气后处理系统的最新脱硝技术。该技术需要下游催化剂氨滑动催化剂（ASC），以分解从SCR反应器中滑出的未反应的过量NH₃。设计合适的ASC的主要挑战来自满足以下要求：（i）在相对较低的温度下（<300°C）不需要大量外部加热就可以大量排放NH3；（ii）将低浓度的NH3（<500 ppm）选择性转化为N2； （iii）在高浓度水蒸气存在下具有足够的稳定性。尽管已经进行了大量研究，但迄今为止，尚未开发出在所需温度范围内具有高活性和选择性的催化剂。近日，熊本大学Masato Machida等人研究了使用电弧等离子（AP）技术在50-μm厚的Fe-Cr-Al金属箔基底上形成的各种金属薄膜上的NH3催化氧化性能。其中薄Pt覆盖层催化剂对低温NH₃氧化表现出高活性，并且优于常规粉末催化剂（Pt/Al₂O₃）。

文章要点：

1）在实际气体时空速度为1.2×10⁵  h^-1的条件下，用金属箔催化剂制造的金属Pt/SUS箔蜂窝成功地表现出起燃性能。尽管无孔且表面积小，但Pt覆盖层是Pt/Al₂O₃的有效替代品，可用于使用较少Pt负载的更高效的氨滑催化剂。这是因为在200 °C下NH₃氧化的周转频率比由Pt纳米颗粒组成的Pt/Al₂O₃的周转频率高180倍以上。

2）虽然当反应温度超过600 °C时，纳米Pt覆盖层结构使不稳定的。但是在Pt覆盖层和金属箔基板之间插入250 nm厚的Zr缓冲层可显着缓解其热劣化。

3）通过与串联反应器系统中的V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂进行选择性催化还原相结合，可以将不需要的NH₃氧化副产物NO和NO₂高效转化为N₂。

Machida, Masato, et al, Nanometric Platinum Overlayer to Catalyze NH3 Oxidation with High Turnover Frequency, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c00542

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c00542