經濟的發展離不開能源的消耗，化石燃料的消耗帶來了嚴重的環境問題。近年來，隨著人們環保意識的加強，我國制定了一系列的法律法規來控制污染物的排放。以氮氧化物（NO_x）為例，2015環境保護部、國家發改委、能源局聯合印發的《全面實施燃煤電廠超低排放和節能改造工作方案》中規定，到2020年我國燃煤電廠中的排放濃度不高于50 mg/m³。由此可見，控制火電廠排放煙氣中的NO_x含量依然任重道遠。

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目前應用最為廣泛的NO_x排放控制技術為選擇性催化還原（SCR）技術，通常以NH₃為還原劑（NH₃-SCR），在氧氣存在的條件下將NO_x還原為對環境無污染的N₂和H₂O。SCR技術的核心是催化劑，目前商用的催化劑為釩基催化劑，但是釩組分具有毒性且在高溫下易揮發，會對環境造成二次污染。同時，關于SCR的反應機理目前還沒有得到統一的定論，也是當下的研究熱點。

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最近，華僑大學荊國華教授課題組制備出了規整形貌的硫酸改性Fe₂O₃催化劑，該催化劑具有很好的NH₃-SCR催化效果。研究表明，經過硫酸改性后的六方盤狀Fe₂O₃催化劑活性和N₂選擇性都得到了極大的提升，同時還對火電廠煙氣中的H₂O和SO₂的毒害作用具有很強的抵抗能力。

圖1. 硫酸改性Fe₂O₃催化劑的SCR反應機理圖

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進一步通過原位紅外技術發現，反應過程中，NH₃主要以NH₄⁺形式吸附在催化劑表面的硫酸根物種，而NO_x和氧氣反應后生成了NO₂^–物種吸附于Fe₂O₃表面，它們發生反應生成了(NH₄⁺)(NO₂^–)中間體并進一步分解為N₂和H₂O，反應遵循Langmuir-Hinshelwood機理。

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相關結果發ChemCatChem上，DOI:?10.1002/cctc.201900584

作者：Prof.Dr.Zhiwei Huang,?Dr.Jie Zhang,?Yueyao Du,?YingZhang,?Dr.Xiaomin Wu,?Prof. Dr. Guohua Jing*

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cctc.201900584