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基于DFT计算的Cu掺杂CePO_(4)-H表面NH_(3)-SCR吸附行为研究
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作者 唐明轩 赵然 +2 位作者 潘东明 赵增武 刘畅 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2026年第1期83-92,107,共11页
Ce基催化剂拥有较高的氧储存能力和良好的高温热稳定性,在脱硝反应中展现出突出性能。针对CePO_(4)-H(六方磷酸铈)催化剂中Ce位点对NH_(3)和NO分子的低温吸附活性偏低的问题,本文采用浸渍法制备了Cu掺杂的CePO_(4)-H催化剂,研究了不同C... Ce基催化剂拥有较高的氧储存能力和良好的高温热稳定性,在脱硝反应中展现出突出性能。针对CePO_(4)-H(六方磷酸铈)催化剂中Ce位点对NH_(3)和NO分子的低温吸附活性偏低的问题,本文采用浸渍法制备了Cu掺杂的CePO_(4)-H催化剂,研究了不同Cu含量对催化剂脱硝性能和物相组成的影响;基于第一性原理密度泛函理论(DFT),采用PBE泛函研究了Cu掺杂CePO_(4)-H(100)晶面对NH_(3)-SCR反应中NH_(3)和NO的吸附行为。实验结果表明,Cu掺杂前后CePO_(4)-H催化剂均呈现典型六方相CePO_(4)特征;掺杂Cu后,CePO_(4)-H催化剂的NOx转化率提升,活性温度窗口变宽,NH_(3)-SCR催化脱硝性能明显提升。理论研究结果表明,NH_(3)和NO分子均能在Cu掺杂的CePO_(4)-H催化剂的Ce和Cu活性位点吸附,且无论是NH_(3)分子还是NO分子,在Ce活性位点上的吸附构型均表现出更高的稳定性。相较于未掺杂的CePO_(4)-H催化剂,Cu的掺杂显著增强了催化剂对NO的化学吸附能力,而对NH_(3)的吸附能力提升幅度相对较小。Cu活性位点吸附NH_(3)时为物理吸附,而吸附NO时发生典型的化学吸附。Cu掺杂通过调控CePO_(4)-H催化剂表面的电子结构,提高了反应物分子的吸附能,进而显著提高了NH_(3)-SCR反应的催化活性。本研究为CePO_(4)-H催化剂NH_(3)-SCR脱硝性能的提升提供了实验数据和理论支撑。 展开更多
关键词 DFT NH_(3)-SCR CU掺杂 cepo_(4)-h 催化剂吸附 脱硝性能 活性位点
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