在Cu-CHA催化剂中进行NH₃辅助选择性催化还原NO_x (NH₃-SCR)是柴油机车中减排NO_x的关键基础技术，该反应过程中最重要的过程是氧气活化。在低温条件中进行NH₃-SCR反应中，氧只能和[Cu^I(NH₃)₂]⁺结构上的Cu^I反应，为了对该 [Cu^I(NH₃)₂]⁺结构在200 ℃中氧化物反应生成的产物、结构变化情况进行表征，都灵大学Gloria Berlier等通过Si/Al比例为15，含Cu量为2.6 wt. %的Cu-CHA催化剂作为对象，通过XANES、EXAFS、UV-Vis光谱进行研究，并通过DFT计算辅助研究。

本文要点：

（1）

[Cu^I(NH₃)₂]⁺结构和O₂反应生成[Cu₂(NH₃)₄O₂]²⁺结构，其中O₂以μ-η²,η²形式结合，该结构占各种Cu物种的80~90 %（剩余的~16 %物种为[Cu(NH₃)₂]⁺）。同时[Cu₂(NH₃)₄O₂]²⁺在200 ℃中被NO、NH₃混合气体还原为[Cu^I(NH₃)₂]⁺。并且同时该反应过程生成一些N₂，说明了二聚体结构在低温NH₃-SCR反应中的作用。此外，通过EXAFS发现了NH₃-SCR反应中生成的Cu-Cu对证据。

（2）

[Cu₂(NH₃)₄O₂]²⁺和纯NH₃反应时，未见N₂生成，同时58 %的Cu^II还原为Cu^I，二聚体分解为一系列单核Cu复合物。

[Cu₂(NH₃)₄O₂]²⁺和NO反应时，得到Cu^I物种，同时生成N₂。有＜10 %的Cu保持了Cu^II氧化态。当此时在反应体系中引入NH₃，会重新生成[Cu^I(NH₃)₂]⁺物种，说明NO在NH₃-SCR反应中起到的作用。

参考文献

Chiara Negri, Tommaso Selleri, Elisa Borfecchia, Andrea Martini, Kirill A. Lomachenko, Ton V.W. Janssens, Michele Cutini, Silvia Bordiga, and Gloria Berlier*

Structure and reactivity of oxygen-bridged diamino dicopper (II) complexes in Cu-CHA catalyst for NH₃-SCR, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c06270

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06270