三效催化剂（TWCs）目前被应用于最先进的汽车尾气排放控制技术中。由于铂族金属（PGMs）的稀缺性，在常规TWCs上沉积的PGMs的使用应受到限制。因此，开发廉价、丰富的非贵金属替代催化材料受到了人们的广泛关注。

近日，日本京都大学Masato Machida，Hiroshi Yoshida报道了阐明了Ni的添加对提高具有高耐热性Cu/Al₂O₃催化剂NO还原活性的影响，并揭示了相关结构−催化关系。

文章要点

1）研究人员利用X射线衍射和高角环状暗场扫描透射电镜技术观察到γ-Al₂O₃负载的Ni和Cu在高温（900 ℃）下的热老化导致在γ-Al₂O₃表面形成了伪尖晶石(NiCu)Al₂O₄固溶体。

2）由于Ni的存在，Ni优先占据八面体中心，增加了四面体配位的Cu2+离子的数量，这在化学计量比NO−CO−C₃H₆−O₂反应中对NO的还原起着关键作用。XPS分析表明，在伪尖晶石(NiCu)Al₂O₄固溶体中，由于Ni对Cu的供电子作用，形成了富电子态的Cu活性中心，促进了NO在Cu⁺上的吸附，进而促进了NO的还原。

3）伪尖晶石(NiCu)Al₂O₄表面形成的四面体配位Cu结构稳健，在高温氧化还原循环后仍保持局部结构不变，因此伪尖晶石(NiCu)Al₂O₄的形成可以有效提高催化剂的NO还原活性和耐热性。

参考文献

Hiroshi Yoshida, et al, Enhanced Catalytic NO Reduction in NO−CO−C₃H₆−O₂ Reaction Using Pseudo-Spinel (NiCu)Al₂O₄ Supported on γ‑Al₂O₃, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c01419

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01419