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柴油不完全燃燒產生的顆粒物造成的空氣污染已成為一個嚴重的環境污染問題，可通過催化燃燒來解決。基于此，沈陽師范大學趙震教授和于學華教授（共同通訊作者）等人報道了利用水熱法合成了一系列具有不同微觀結構的K改性MnO_δ催化劑。

結果表明，所制備的催化劑對煙灰燃燒具有良好的催化性能，并且可以在低于400 °C的溫度下完全氧化煙灰。K_2-xMn₈O₁₆（K-OMS-2）具有優異的NO氧化能力和Mn⁴⁺離子的豐度（Mn⁴⁺/Mn³⁺=1.24），具有良好的氧化還原能力，并且表現出比K₂Mn₄O₈（K-OL-1）更好的煙灰燃燒性能。K-OMS-2的T₁₀、T₅₀和T₉₀溫度分別為269、314和346 °C。K-OMS-2催化劑在五次催化循環后也表現出優異的穩定性，T₁₀、T₅₀和T₉₀值分別保持在270±2、316±2和348±3 °C的范圍內。

通過DFT計算，作者研究了催化劑表面對O₂、NO和NO₂的吸附，從分子水平上更廣泛地了解OMS-2的活性位點。K-OMS-2的(100)面，其相對較低的表面能量使其成為主要的反應表面，被用作計算OMS-2(100)和氧缺陷d-OMS-2(100)表面的化學計量學基礎。OMS-2(100)表面含有5配位Mn陽離子（Mn_5c）、2和3配位氧陰離子（O_2c和O_3c）。O_2c氧空位形成能為1.42 eV, O_3c氧空位形成能為2.30 eV，有利于O_2c空位的生成。

對于OMS-2(100)，氧可以吸附在Mn位點上，吸附能為-0.84 eV，鍵長從1.24變為1.33 ?。d-OMS-2(100)對Mn位點和氧空位的吸附能分別為-0.66和-0.86 eV。O₂的鍵長由1.24變為1.30 ?，表明氧空位比Mn_5c位點更有效地促進O₂的吸附和激活。在OMS-2(100)和d-OMS-2(100)表面，NO吸附在Mn位點上，吸附能分別為-0.74和-0.82 eV，弱于共吸附氧。OMS-2(100)和d-OMS-2(100)表面的NO₂解吸是吸熱的，勢壘分別為1.24和0.65 eV，因此NO₂的解吸是速率限制步驟。

K_xMn_yO_δ-t₁₁₀催化劑上的兩種活性位點在煤煙氧化過程中起著至關重要的催化作用，即氧空位和Mn空位，氧空位的存在增強了氧的吸附，促進了NO₂的形成和釋放，從而提高了催化活性。

K-modified MnO_δ catalysts with tunnel structure and layered structure: Facile preparation and catalytic performance for soot combustion. Nano Res., 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-5242-1.

https://doi.org/10.1007/s12274-022-5242-1.

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沈師大Nano Res.：K-改性MnOδ催化劑：易制備、助煙塵燃燒

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