近十年来，氨选择性催化还原氮氧化物（NH₃-SCR）已成为控制重型柴油车NO_x排放的主导技术。小孔铜交换沸石（Cu−CHA）沸石是在200~550 °C温度范围内最有效的NH₃-SCR催化剂，具有较宽的工作温度范围、良好的氮气选择性和较高的水热稳定性。Cu-SSZ-13是CHA沸石之一，由堆叠的双6元环（6MR）棱镜构成，通过每个六边形晶胞中的6个三维8元环（8MR）形成大的CHA腔。一般而言，实际应用要求在工作条件下既要有高活性，又要有较高的稳定性。但Cu-SSZ-13对硫中毒敏感。虽然超低硫柴油（<15ppm）在世界范围内逐渐被采用在重负荷系统中，但废气中仍然存在硫，催化剂累积暴露在这种柴油中将导致严重的失活。

近日，天津大学李永丹教授报道了高温水热老化（600、700和800 ℃）过程中SO₂的存在对传统离子交换法制备的NH₃选择性催化还原NO_x(NH₃-SCR)Cu-SSZ-13催化剂性能的影响。

文章要点

1）实验结果显示，在700°C和800 °C时效样品中，SO₂的存在明显增强了Cu-SSZ-13的高温活性，而在600 °C时效样品中，SO₂的存在不会阻碍Cu-SSZ-13的高温活性。同时，水热时效过程中SO₂的存在对骨架铝没有影响。

2）研究发现，Cu²⁺与SO₂相互作用生成ZCuHSO₄，ZCuHSO₄有助于抑制Cu²⁺向CuO的聚集，并保持更多的孤立Cu²⁺，从而在高温下具有更高的活性。较低的Cu含量在较稳定的位置产生较高的Cu²⁺物种。

Xin Yong, et al, Promotion of the performance of Cu-SSZ-13 for selective catalytic reduction of NO_x by ammonia in the presence of SO₂ during high temperature hydrothermal aging, Journal of Catalysis (2020)

DOI: 10.1016/j.jcat.2020.06.041

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.06.041