NH₃-SCR是去除固定源和移动源NOx的主流技术，应用最为广泛的催化剂体系是钒基催化剂。但是，由于SCR反应的复杂性，目前对于钒基NH₃-SCR的微观反应机理的认识仍不完全清楚。另一方面，由于高的钒负载量催化剂具有催化SO₂转化为SO₃的副反应、钒氧化物具有生物毒性等问题，因此开发低钒负载量、且具有优异低温活性的新型钒基催化剂是目前SCR技术应用的迫切需求。中国科学院城市环境研究所贺泓研究团队借助量子化学计算方法从原子水平阐明了钒基SCR催化剂去除NOx的微观基元反应全过程，明确了聚合态下钒物种间的耦合作用缩短了活性位再生的反应路径，并显著降低决速步能垒。理论和实验均证明低聚态钒氧物种的催化活性明显高于单体钒氧物种，是低温SCR去除NOx的活性位。在理论指导下，研究团队在实验上成功通过控制催化剂表面硫含量设计合成出了低聚态氧化钒活性中心结构，实现了在低钒负载量（1wt.%）下低温SCR活性的显著提升。该研究成果已经成功应用于重型柴油车尾气净化的低钒高活性SCR催化剂的开发和量产。

Guangzhi He, Zhihua Lian, Hong He et al. Polymeric vanadyl species determine the low-temperature activity of V-based catalysts for the SCR of NOx with NH3. Science Advances 2018.

http://advances.sciencemag.org/content/4/11/eaau4637