Cu-CHA催化剂是目前的高性能催化活性NO_x选择性催化还原催化剂，因此对其实用性、基础性的研究都非常广泛。在Cu-CHA分子筛催化剂中，主要存在两种结构Cu²⁺催化位点，分别是Z₂Cu²⁺和ZCu²⁺(OH)^-。Z₂Cu²⁺位点是与分子筛骨架结构上的两个Al原子进行电荷平衡形成的，ZCu²⁺(OH)^-位点是Cu(OH)^-与一个分子筛骨架上的Al原子进行电荷配位平衡形成的。其中，目前人们对其中的Z₂Cu²⁺催化活性位点在低温SCR催化反应中的作用机制仍存在争议。

有鉴于此，浙江大学高翔、米兰理工大学Enrico Tronconi等报道低温SCR催化反应过程中发现Cu催化位点Z₂Cu²⁺水解生成ZCu²⁺(OH)^-。通过一系列实验表征技术和反应动力学计算模拟，发现这种水解反应过程在低温反应在热力学和动力学上都是有利的过程。

本文要点：

（1）

通过瞬态CO氧化反应、瞬态Cu²⁺还原反应动力学实验、原位FTIR表征、反应动力学第一性原理计算等测试表征手段，发现Z₂Cu²⁺水解生成ZCu²⁺(OH)^-在NH₃条件中非常容易发生，这种现象反映了Z₂Cu²⁺/ZCu²⁺(OH)^-还原的二次动力学特性，反映了Z₂Cu²⁺位点无法直接生成一对（双核）Cu²⁺的现象。作者通过瞬态CO氧化生成CO₂实验验证ZCu²⁺(OH)^-具有跨笼移动能力。

（2）

作者在本文工作中验证了NH₃能够起到改善低温SCR反应中水解反应的作用，说明Z₂Cu²⁺在NH₃的条件中水解生成ZCu²⁺(OH)^-，在考察Z₂Cu²⁺催化活性位点上进行SCR反应需要考虑这种作用。

参考文献

Wenshuo Hu, Umberto Iacobone, Federica Gramigni, Yu Zhang, Xiaoxiang Wang, Shaojun Liu, Chenghang Zheng, Isabella Nova, Xiang Gao*, and Enrico Tronconi*, Unraveling the Hydrolysis of Z₂Cu²⁺ to ZCu²⁺(OH)⁻ and Its Consequences for the Low-Temperature Selective Catalytic Reduction of NO on Cu-CHA Catalysts, ACS Catal. 2021, 11, 11616–11625

DOI: 10.1021/acscatal.1c02761

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c02761