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氮氧化物(NO_x)的排放已經引起了嚴重的環境污染問題，NH₃選擇性催化還原法(NH₃-SCR)被廣泛認為是消除氮氧化物的主要技術。以Cu²⁺配位的四乙烯五胺(Cu-TEPA)為模板劑，采用一鍋法合成的富鋁Cu-SSZ-13分子篩(Si/Al~5.0)表現出優異的低溫活性。然而，它仍然面臨著使用有機模板劑造成的嚴重污染和高能耗的問題，并且還需要后處理來降低Cu的負載量，以獲得優異的水熱穩定性和高溫活性。因此，采用無有機模板劑的方法制備具有比Cu-SSZ-13更高的NH₃-SCR活性和水熱穩定性的SCR分子篩催化劑具有重要意義。

近日，吉林大學于吉紅、天津大學劉慶嶺和天津工業大學梅東海等采用非有機模板劑法合成了具有菱鉀沸石(OFF)和毛沸石(ERI)共生結構的鋁硅酸鹽Cu-T分子篩，發現其不僅具有優于Cu-SSZ-13的NH₃-SCR性能，而且在水熱老化后具有較好的低溫NH₃-SCR性能。

具體而言，Cu-T分子篩在175~550 °C和H₂O存在的條件下表現出90%以上的催化活性，即使經過水熱處理，在225~500 °C下的活性仍然超過90%。值得注意的是，水熱處理后的Cu-T-H的低溫活性在沒有H₂O時增加，而Cu-ERI-H、Cu-OFF-H和Cu-SSZ-13-H的低溫活性則降低。

結合催化結果、光譜表征和理論計算，揭示了Cu-T共生結構在提高NH₃-SCR催化性能中的作用：與Cu-ERI和Cu-OFF相比，Cu-T的共生結構促進了更多位于共生界面6MR處的孤立Cu²⁺的生成，從而獲得了優異的水熱穩定性，并在水熱處理后保留了更多的Br?nsted酸位點(BAS)；同時，水熱處理后，Cu-T-H中的Cu_xO_y物種上形成的NH₄NO₃可以通過快速SCR反應途徑被共生界面附近殘留的BAS分解，從而提高了Cu-T-H的低溫活性。

綜上，該項研究不僅為共生結構分子篩協同提高催化劑性能提供了新的思路，為開發經濟、高效和高NH₃-SCR性能的Cu基共生沸石材料提供了有效的指導。

Cu-OFF/ERI zeolite: intergrowth structure synergistically boosting selective catalytic reduction of NO_x with NH₃. Journal of the American Chemical Society, 2024. DOI: 10.1021/jacs.3c13855

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