石河子大学&中山大学JMCA文章：Cu-MOF-74衍生Cu/C用于CO-SCR脱硝

选择性催化还原（SCR）被认为是最有效的脱硝技术之一。其中，一氧化碳选择性催化还原氮氧化物（CO-SCR）是最有前途的SCR技术之一，因为它能够有效减少工业废气中的一氧化碳和氮氧化物排放。过渡金属氧化物催化剂（TMO）因其高催化活性、宽催化温度窗口、低成本和良好的热稳定性，经常被用于CO-SCR中。然而，CO-SCR的性能受限于催化剂比表面积和孔结构的固有缺陷，如何解决这一问题成为提高CO-SCR低温催化效率的迫切需求。

近日，石河子大学于锋教授团队与中山大学刘江教授团队基于Cu基MOF材料的优势，制备了Cu-MOF-74衍生的纳米金属多孔炭材料（Cu/C），并调控了MOF衍生催化剂中的活性金属Cu物种，从而实现了CO对NO的高效还原。研究发现仅含有Cu0物种的Cu/C催化剂在350°C至500°C的温度范围内能够实现100%的NO转化率，并且表现出接近100%的N2选择性。通过采用不同的热处理方式，我们成功制备了三种MOF衍生催化剂，分别具有不同活性的铜物种（Cu0，Cu⁺，Cu²⁺），实现了对铜物种价态的可控调控。催化剂中还原铜物种（Cu0）的含量与催化活性呈正相关。原位傅立叶变换红外光谱和DFT分析表明，以Cu0为活性位点的Cu/C催化剂具有更低的活化能和更高的能量增益，因此在ONNO离解步骤中具有低活化能和低反应能垒）这项工作为调节CO-SCR催化剂的活性金属价态及种类比例、比表面积和孔结构提供了一种新策略，从而使其表现出高CO-SCR催化活性。

相关研究以“Modulation of Active Metal Species in MOF-derived Catalysts for Efficient NO Reduction by CO”为题，发表在《Journal of Materials Chemistry A》上。该论文的第一作者为石河子大学化学化工学院硕士研究生周宁瑞，通讯作者刘敏敏副教授，于锋教授和刘江教授。