日趋严重的雾霾是目前我国面临的最严重的环境问题，氮氧化物是引起雾霾的主要污染物之一。氨气选择性催化还原（NH3-SCR）是目前最经济和可靠的脱硝技术。传统钒基催化剂所需反应温度高（300~400℃），锰基催化剂低温脱硝性能好，但抗硫性能差是其瓶颈问题，一直难以取得有效突破。因此，设计开发兼具优良低温脱硝性能和抗硫性能的催化剂具有重要意义。
近日，电气学院、电力设备电气绝缘国家重点实验室新型储能与能量转换纳米材料研究中心，研制了一种新型脱硝催化剂quasi-Mn-BTC。该催化剂是介于金属有机框架和金属氧化物之间的一种过渡态，具有丰富的氧空位、独特的分级多孔结构和半金属特性，抗硫性能优异。该催化剂活性位点和二氧化硫之间电子传输不易发生，因此二氧化硫难以在活性位点上发生吸附和反应；同时，独特的分级多孔结构使催化材料选择性吸附氨和氮氧化物，不吸附二氧化硫，从而避免二氧化硫与氨和氮氧化物之间的竞争吸附，提升了催化剂的抗硫性。该研究突破了锰基低温脱硝催化剂抗硫性差这一瓶颈，揭示了其抗硫性能优异的内在原因，为提高锰基催化剂抗硫性能提供了新的思路。
该研究成果以《准Mn-BTC在氮氧化物低温催化还原中具有优异的耐硫性和脱硝性能的原因》（Insight into the Origin of Excellent SO2Tolerance and de-NOxPerformance of quasi-Mn-BTC in the Low-Temperature Catalytic Reduction of Nitrogen Oxide）为题发表在催化领域顶级期刊《美国化学会·催化》（ACS catalysis）上。论文第一作者为电气学院博士生宋坤莉，通讯作者为电气学院石建稳教授，该项研究工作得到了国家自然科学基金和电力设备电气绝缘国家重点实验室基金的资助。该项工作是团队在《自然·通讯》、《美国化学会·纳米》、《应用催化B》（Nature Communications, 2022, 13, 2171; ACS Nano, 2021, 15, 6551-6561; Applied Catalysis B, 2021, 282, 119550; Applied Catalysis B, 2019, 244, 748-757)上发表成果之后，又在催化领域顶级期刊上发表的重要研究成果。
新型储能与能量转换纳米材料研究中心(http://cne.xjtu.edu.cn)瞄准新能源技术发展前沿，围绕新型储能和能量转换纳米材料研究方向，开展以材料微观/介观结构-化学特性-纳米制备技术为核心的基础研究工作，并以新能源转换与储能系统示范工程的研究和实施带动电气工程学科的发展建设，实现在该领域的理论创新与研究方法的创新。
论文链接:https://doi.org/10.1021/acscatal.3c00106
