近日，西安交通大學電氣學院、電工材料電氣絕緣全國重點實驗室、新型儲能與能量轉換納米材料研究中心研制了一種新型高耐水低溫脫硝催化劑IPA-Mn-BTC。該催化劑研究解決了低溫脫硝催化劑硫酸氫銨沉積物難以分解這一瓶頸問題，揭示了其抗水性能優異的內在原因，為提高低溫脫硝催化劑抗水性能提供了新的思路。相關研究成果發表在《應用催化B》上。
氮氧化物是引起霧霾的主要污染物之一，氨氣選擇性催化還原是目前最經濟可靠的脫硝技術，低溫脫硝可以避免煙氣再熱造成的能源浪費，還能防止氨氣在高溫下氧化生成氮氧化物。但是，低溫脫硝催化劑在應用中還存在瓶頸問題需要突破：煙氣中的水以及脫硝反應產生的水會與二氧化硫和氨反應生成硫酸氫銨沉積在催化劑表面，導致催化劑活性下降甚至失活。因此，設計開發兼具優良低溫脫硝活性和高耐水性的脫硝催化劑、解決低溫脫硝過程中硫酸氫銨沉積這一瓶頸問題對氮氧化物的有效治理具有重要意義。
新型高耐水低溫脫硝催化劑IPA-Mn-BTC為甲基功能化的過渡態金屬有機框架結構，具有豐富的氧空位、獨特的分級多孔結構和半金屬特性，抗水性優異。甲基功能化使催化劑中較小孔徑的孔結構消失，削弱了水的毛細作用，抑制了水的吸附，從而增強了催化劑的耐水性。而甲基官能團的存在也降低了水的吸附能，削弱了水和氨以及氮氧化物的競爭吸附，從而增強催化劑耐水性的同時也提高了低溫脫硝活性。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.123548