祝贺课题组博士生郑朝和的论文:The microscopic oxidation mechanism of NH3 on CuO(111): A first-principles study被能源领域知名期刊Fuel Processing Technology收录。赵海波教授为通讯作者,郑朝和为第一作者。
金属氧化物CuO作为一种重要的CLC载氧体,同时也是一种廉价的中低温SCR催化剂。而NH3作为N2和NOx生成的最重要的含氮前驱体,其与CuO的各类反应(L-H机理或E-R机理)广泛存在于CLC中(CuO作为载氧体)和SCR中(CuO作为催化剂),探究微观反应原理,对深入掌握反应过程中氮的迁移路径机理有重大价值和重要的指导意义。
本文主要通过密度泛函理论对氨气在CuO载体的微观反应机理进行研究。首先发现NH3分子在CuO表面上易发生连续脱氢生成吸附氮,继而通过研究10种典型的气固非均相反应,探究了氮气和氮氧化物(NO, NO2, N2O)的生成路径,提出了适用于高温CLC和低温SCR不同温度工况下的详细氮迁徙路径。本工作对于去有效辨识载体内各组分的协同作用,破解制约低温SCR中铜基催化剂的发展的困局,设计和裁剪铜基载氧体或催化剂提供可靠的指导,有助于实现CLC和SCR技术的发展和工业化、规模化应用。
本工作受到了国家自然科学基金项目(51920105009, 52025063)的资助。
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Fig. 8. Comprehensive nitrogen evolution over CuO surface under (a) low temperature (SCR) and (b) high temperature (CLC) conditions. (Red arrow: major contribution; Blue arrow: secondary contribution; Green arrow: minor contribution).
文章完整信息:
Chaohe Zheng, Haibo Zhao*. The microscopic oxidation mechanism of NH3 on CuO(111): A first-principles study. Fuel Processing Technology, 2021, 213: 106712.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2020.106712
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