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研究概述

开发用于低温下通过CO选择性催化还原NO_x（CO-SCR）的高性能铱（Ir）基催化剂仍然是一个挑战。

2025年3月16日，中国科学院过程工程研究所徐文青在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为《Identifying Spatially Segregated Ir Sites within ZSM-5 for Enhanced Redox Cycle in NO_x Reduction by CO》的研究论文。

在本文中，作者介绍了一种封装在ZSM-5分子筛中的Ir基催化剂（Ir@ZSM-5），其中Ir物种部分被限制在微孔中（Ir^δ+），部分聚集在表面（Ir⁰）。

在5%氧气和100 ppm二氧化硫的存在下，该催化剂在230 °C时实现了约88%的NO_x转化率。被限制的Ir^δ+表现出更高的稳定性和氧化态，而表面聚集的Ir⁰由于氧配位较弱，保持为金属态。

Ir^δ+和Ir⁰之间的动态平衡显著改善了CO氧化和NO还原之间的平衡。O₂促进了Ir⁰氧化为Ir^δ+，而SO₂则促进了相反的过程，形成了一个可逆循环，从而维持了催化效率。

该研究突出了铱价态之间相互作用的重要性，并为开发适用于复杂反应条件下的稳定、高效CO-SCR Ir基催化剂指明了方向。

图文解读

图1：Ir@ZSM-5的合成与表征

图2：催化剂的活性

图3：吸附-脱附行为分析

文献信息

Chen W., Wang Y., Xu W. et al. Identifying Spatially Segregated Ir Sites within ZSM-5 for Enhanced Redox Cycle in NO_x Reduction by CO. Angew. Chem. Int. Ed. (2025). https://doi.org/10.1002/anie.202502896.

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