摘要
在这项工作中，以ZSM-5或沸石Y为载体材料，测试了两种钯基催化剂在氢选择性催化还原NOx (H2-SCR)中的性能。对典型的氢燃烧发动机合成废气混合物的熄光测量，辅以详细的催化剂表征，包括N2物理吸附、x射线粉末衍射(XRD)、氢温度程序还原(H2-TPR)和氨温度程序脱附(NH3-TPD)。在催化剂配方中加入10%或20%的TiO2会减少两种催化剂的表面积和酸性位点的数量，但对于y型沸石催化剂来说，这种影响更为严重。H2-TPR发现的Pd颗粒具有更高的还原性，从而改善了点燃测量期间的催化性能，并大大提高了NO转化率。当暴露在潮湿的废气中时，zsm -5负载的催化剂表现出明显的性能下降，而Zeolite y负载的催化剂保持了高水平的转化率，同时将选择性从N2O转向了NH3和N2。这项研究的1%Pd/20%TiO2/HY催化剂优于1%Pd/5%V2O5/20%TiO2-Al2O3基准催化剂配方之一，这使得Y型沸石成为H2-SCR催化剂配方的有前途的支撑材料，可以有效和选择性地去除氢燃料发动机排放的废气中的nox。
1 介绍
在稀薄条件下运行的氢燃料内燃机(H2-ICEs)为未来几年运输部门的全面脱碳提供了一个有希望的可能性。尽管具有净零温室气体排放的优势，但在燃烧过程中由氧和氮反应产生的大量热NOx需要处理。除了已建立的尿素水溶液中氨的选择性催化还原(SCR)[1]外，氢还可以作为还原剂，通过选择性催化还原(H2-SCR)在更低的废气温度下转化NOx排放。这不仅可以避免一些固有的尿素SCR问题，如沉积物形成[2]和氨滑[3]，而且还可以使SCR还原剂的额外储罐冗余。
以钯和铂为活性物质的贵金属催化剂是最有希望用于H2-SCR反应的催化剂[4]，其中铂的总体活性更高，特别是在低温下，但与钯催化剂相比，铂的选择性通常较低[5,6,7,8]。然而，对氮的高选择性至关重要，因为该反应的主要副产物是氧化亚氮(N2O)，其温室效应潜力是二氧化碳(CO2)的300倍[9]。根据废气组成、温度和催化剂配方的不同，氨(NH3)和二氧化氮(NO2)也可能是H2-SCR过程中的副产物[10,11,12]。
例如，Costa等人将Pt/MgO催化剂的高选择性与Pt/CeO2催化剂的高活性结合起来，制备了兼具两者优势的Pt/Mg-Ce-O混合氧化物催化剂[6]。Qi和同事采用了另一种方法，他们在Pd/TiO2/Al2O3催化剂中加入五氧化二钒，这可以缓解酸性V2O5位点上活性NH4+中间体的形成，从而为NOx还原开辟了额外的途径，从而避免了使用无钒催化剂时在200°C左右观察到的活性下降[13]。在此背景下，Li等人首次系统研究了支撑酸在H2-SCR过程中的作用[14]。他们的研究指出了催化剂的酸度与其NOx还原活性以及对N2的选择性之间的相关性，因此，当掺杂Al2O3时，具有Brønsted酸性位点的沸石载体是H2-SCR催化剂体系中非常有吸引力的材料。
由于沸石载体具有良好的热稳定性[15,16]，高可调性，并且通常用于NH3-SCR的催化剂体系[17]，一些研究小组建议沸石和沸石相关催化剂也用于H2-SCR领域。通过优化制备方法，Wen在无h2o反应气体混合物中使用Pd/MFI催化剂进行H2-SCR时，NO转化率可达70%[18]，而Zheng等人使用基于zsm -5的pt催化剂可实现99%的NOx转化率[19]。此外，用铂[20]和钯[21]对TiO2促进的介孔材料进行了探测，研究了TiO2对贵金属颗粒的还原性和氢溢出增强的积极作用。
尽管有这些令人鼓舞的发现，但这些载体材料对H2- scr反应的影响以及NO、H2和废气化合物如水(H2O)的复杂相互作用仍不清楚。因此，本研究评估和检验了沸石负载的钯催化剂在H2-SCR中的适用性，作为氢内燃机尾气的潜在后处理。催化活性测量和详细表征相结合，旨在阐明载体对催化活性和产物选择性的影响，从而为H2-SCR领域的进一步发展奠定基础。
2 实验
2.1 催化剂制备
催化剂载体材料ZSM-5 (Clariant, SM-27)和沸石Y (Zeolyst, CBV300)在500℃下空气煅烧6 h，然后在乙醇中的Ti(OBu)4溶液中沉淀TiO2作为含Ti催化剂。干燥1小时后在70°C和在空气中煅烧在500°C 6 h,钯添加通过初期的湿润浸渍(艾维)使用一个水tetraamminepalladium (II)硝酸溶液(Pd) abcr, 5.0%其次是干燥1 h在70°C,煅烧一步在500°C 6 h。v2o5/20%tio2-al2o3催化剂制备Pd 1% / 5%,这已经是以前的研究的主题(11、13),作为基准的催化剂目前的工作,在较早的出版物中有描述[11]。此外，用γ-Al2O3的IWI法制备了Pd/Al2O3基准体系。
2.2 催化剂表征
在300°C脱气2小时后，使用BELSORP-mini II仪器(BEL Japan)对催化剂粉末进行n2物理吸附测量。然后通过Brunauer, Emmett and Teller (BET)的方法获得比表面积和总孔隙体积[22]。
X射线衍射(XRD)测量采用PANalytical X 'PERT PRO衍射仪(PANalytical)，采用Cu Kα辐射(波长0.154 nm)，在20 ~ 80°范围内扫描2θ，步长0.017°，采集时间0.44 s。
采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对不同粉末催化剂的元素组成进行了验证。
在AutoChem II装置(micromeritics)上进行了氢程序化温度还原(H2-TPR)。氧化预处理(10% O2在He中，10 K min−1至500°C)后，用50 mL min−1的10% H2在Ar中，从- 50°C至600°C, 10 K min−1，使用含液体N2的低温冷却器测量H2- tpr。利用热导率检测器(TCD)对出水气流进行了分析。
氨的程序升温解吸(NH3-TPD)实验在合成气试验台进行，试验台由自主开发的labview软件工具控制。虽然使用Bronkhorst的质量流量控制器(MFC)从纯气体中生成定义明确的(反应)气体混合物，但通过受控蒸发器混合器(CEM, Bronkhorst)和液体流量控制器(LiquiFlow, Bronkhorst)的组合添加水。将300 mg样品与700 mg粒径分布为125 ~ 250 μm的石英砂混合后，用石英玻璃棉固定在预埋在电炉内的石英玻璃管式反应器(内径8 mm)内。催化剂床的上下两个热电偶(N型)确保了足够的温度控制。气体通过反应器后，用FT-IR光谱仪(MultiGas 2030, MKS Instruments)进行分析。在NH3- tpd实验过程中，使用含有500 ppm NH3, 10% O2和10% H2O的1 slpm在200°C下饱和催化剂45分钟。随后，关闭NH3- mfc使催化剂净化20分钟，然后开始脱附步骤，包括在10% O2和10% H2O中以10 K min−1加热到500°C。将FT-IR的nh3信号随时间积分，得到每样品重量所储存的氨量。
2.3 催化试验程序
催化活性试验采用与NH3-TPD试验相同的装置进行;反应器尺寸、粉末催化剂样品尺寸和稀释度也保持一致。请注意，125-250 μm的粉末催化剂使外部传质限制最小化[23]，因此，在催化试验中观察到的动力学现象的来源完全与温度和催化效应有关。如图S1所示，测试过程首先是在湿反应条件下，在500℃下对新鲜催化剂粉末进行1小时的脱脂(表1)，然后在500℃下进行20分钟的氧化步骤(10% O2在N2中)。反应堆被冷却到100°C和三个连续light-off-light-out-cycles从100年到300年与2 K分钟−1°C进行了干燥反应气体(表1),第二步氧化后10% O2在N2 20分钟在500°C,这三个周期被反复湿反应条件下(水+ 10%,表1)。与N2气体流量平衡,保持1 slpm因此气体的流量时空速(GHSV) 60 000 h−1。由于出水气体浓度也通过FT-IR光谱分析，通过含n物质平衡计算ir非活性物质N2，并从产生的H2O和NH3计算H2转化率。选择性是用下面的公式计算的。入口流量通过旁通线测量，直接进入分析装置，而不经过反应器和催化剂。
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摘要 1 介绍 2 实验 3.结果与讨论 4 结论 参考文献 致谢 作者信息 电 nic补充资料 搜索 导航 #####3.结果与讨论
3.1 催化剂表征
n2物理吸附结果(表2)清楚地显示了二氧化钛沉淀对沸石材料的不同影响。而基于zsm -5的催化剂的表面积仅略有下降(10%和20% TiO2分别损失9%和18%)，而基于hy的催化剂的表面积几乎下降了一半(10%和20% TiO2分别损失40%和48%)。此外，与基于zsm -5的催化剂相比，hy负载的催化剂中10%和20% TiO2的差异不那么明显。这些发现可以根据xrd结果来解释(图S2)。对于不含钛的Pd/沸石催化剂，我们只观察到两种情况下纯沸石的衍射模式，这表明Pd在这些催化剂上具有高分散性。一旦加入TiO2, x射线衍射图表明zsm -5负载的催化剂的沸石和锐钛矿-TiO2共存[24]，而hy负载的材料在TiO2沉淀后逐渐失去其典型的沸石反射。对于物理吸附结果，我们可以假设TiO2优先在Y型沸石的外表面形成部分孔隙堵塞层，导致比基于zsm -5的催化剂更大的表面积损失，因为后者可能在沸石表面出现TiO2岛。
关于H2-TPR谱，表3总结了每种催化剂体系的相关峰位。1%Pd/ZSM-5催化剂(图S3a)在16°C时出现一个尖峰，然后在45°C左右出现一个小的负峰。尖峰可以归因于PdO的还原，而负峰表示在较低温度下由还原的Pd0形成的氢化钯的分解[12]。用还原催化剂也可以观察到测量开始时的倾斜，这可以解释为10%H2/Ar原料气中的氩气在沸石孔中吸附，在导热探测器处产生信号[25]。在zsm -5负载型催化剂中加入二氧化钛后，10%和20% TiO2的PdO还原峰分别向15°C和11°C方向移动，峰值进一步锐化。因此，可以得出结论，TiO2能够将Pd颗粒稳定在还原态，这被认为比PdO对H2-SCR反应更活跃[11,26,27]。与zsm -5负载的催化剂不同，1%Pd/HY催化剂(图S3b)在38°C和80°C时表现出两个还原峰，这分别归因于PdO和分散的Pd2+的还原[25,28]，以及Ar的吸附峰。当在hy基配方中加入10%或20%的TiO2时，这些还原峰向较低温度移动，即PdO还原峰分别向16°C和18°C移动，Pd2+还原峰分别向76°C和73°C移动。此外，TiO2负载的增加增加了Pd2+峰的强度，表明Pd随后迁移到具有更高TiO2负载的沸石体系中。对于1%Pd/5%V2O5/20%TiO2-Al2O3基准催化剂，在8°C时发现了一个明显的PdO还原峰(图S4)，同时在我们之前对该催化剂的研究中已经显示了80°C左右的V2O5还原峰[11]。相反，对于Pd/Al2O3，在43°C时只能观察到一个小而宽的峰，很可能是由PdO还原引起的。
由于Brønsted酸性位点的数量与吸附NH3的量直接相关，因此NH3- tpd测量值(表3，图3)。S5-S8)提供了关于催化剂酸度的直接信息，而酸度被认为是控制催化活性的关键参数[14]。虽然NH3在钯上的吸附也可能发生[29]，但由于Brønsted酸位的丰度要高得多，因此在所研究的配方中，NH3对总体NH3吸附的贡献可以忽略不计。1%Pd/Al2O3和1%Pd/5%V2O5/20%TiO2-Al2O3的固氨量分别为0.011和0.017 mmol g−1，比沸石基材料的固氨量少得多，且钒促进剂仅起到很小的促进作用。此外，zsm -5负载催化剂的NH3-TPD测量表明，TiO2的添加使酸性位点的数量减少了约30%，而在含有10%和20% TiO2的催化剂样品之间只有微小的差异。与上述催化剂不同，1%Pd/HY催化剂在NH3-TPD测量中显示出两个额外的特征。一方面，在先前饱和和净化的样品的解吸步骤中形成了高水平的NO和N2O。据推测，这些是氨氧化对高度分散的Pd2+物质产生的反应产物，这些物质存在于hy基样品上，H2-TPR发现了它们的存在，并且已知它们比PdO颗粒具有更高的NH3氧化活性[30,31]。考虑到这一点，这些信号也被整合并添加到NH3信号中，以便进行更彻底的比较。另一方面，hy负载的催化剂在随后的吸附-解吸循环中表现出NH3存储容量的下降(数据未显示)，可能是由于温度诱导或化学诱导的形态变化。由于材料变化和老化现象超出了本研究的范围，将是后续出版物的主题，因此本工作仅讨论第一个周期。Pd/HY和Pd/ZSM-5的含氮吸附总量相同，但TiO2的引入对HY负载型催化剂的影响要严重得多。当添加10%和20%的TiO2时，hy基样品的氨储存容量分别降低了48%和79%，这与在n2物理吸附数据中观察到的大表面积损失非常吻合。因此，可以假设由于二氧化钛沉积，酸性表面位点的阻塞以及物理可用表面的减少。
3.2 催化剂活性测试
如上所述，在合成气体测试台上进行点火测量，可以探测本工作中研究的不同粉末催化剂对H2-SCR反应的催化活性。在讨论所获得的结果时，重点不仅放在NOx转化上，而且放在对N2的选择性以及不良副产物的演变上。虽然在干气混合物中(1000ppm NO, 5000ppm H2, 10% O2 in N2;图1)1%Pd/ZSM-5和1%Pd/HY很容易转化H2, Pd/ZSM-5的T50温度为134℃，HY负载催化剂的T50温度为171℃，NO转化率不超过23%。虽然两种催化剂都表现出相似的N2O选择性，但Pd/HY将NO氧化为NO2的活性明显低于Pd/ZSM-5;值得注意的是，在两种催化剂配方中，氨的形成都可以忽略不计。将两种pd -沸石催化剂与1%Pd/Al2O3参考催化剂进行比较(图S15)表明，沸石载体本身与传统的γ-Al2O3载体材料相比没有直接的、实质性的优势，因为所有三种催化剂的总体no转化率都在相同的范围内。只有Pd/HY催化剂对N2的选择性更高，这是一个次要的好处。
干气混合物中1%Pd/ZSM-5 (a)和1%Pd/HY (b)的发光曲线(参见表1)。NO(灰色)和H2(棕色)的转化率为实线，N2(紫色)、N2O(蓝色)、NO2(红色)和NH3(绿色)的选择性为虚线
对于这两种催化剂体系，10%TiO2的加入都显著促进了NO的转化率(图2):1%Pd/10%TiO2/ZSM-5的最大NO转化率提高到80%，1%Pd/10%TiO2/HY的最大NO转化率提高到85%。此外，两种样品在150°C左右都发现了局部NO转化最大值，这对于含pd的H2-SCR催化剂来说是常见的[13,32,33]。此外，TiO2的加入降低了对NO2的选择性，而有利于N2O和NH3的生成，这本质上是由氧化产物向还原产物的转变。这表明，在H2-SCR环境下，其他可还原性载体材料的反应机制发生了变化，即吸附的NOx和氢原子从贵金属溢出到载体上，而实际的NOx还原发生在贵金属-载体界面上[34]。在hy基催化剂上观察到相同的选择性变化，但更为明显;也就是说，在230°C左右NH3选择性达到25%的最大值，从而将N2选择性降低到47%。在氢转化方面，1%Pd/10%TiO2/HY催化剂比未促进的催化剂表现出更大的倾斜度，T50总体向较低温度移动19°C，这与NO转化的开始时间提前有关。正如TPR结果中较低的还原温度所表明的那样，这种转变可能是由于TiO2的存在导致pd位点的可还原性更高。由于氢的氧化可能涉及到PdO的表层和弱吸附的H2[35]，我们可以假设在具有更高还原性的催化剂上促进了氢的活化[26]。由于从机理的角度来看，NO的解离吸附之后是N原子与H原子的反应，形成NH3，最终形成NH4+， NH4+与NO反应成N2，因此较早的H2活化也有利于NO的SCR。在1%Pd/10%TiO2/HY中，NH3的演化在190 ~ 300°C之间特别明显，在1%Pd/10%TiO2/ZSM-5中，NH3的演化在225 ~ 275°C之间也较低，支持了这一假设。
干气混合物中1%Pd/10%TiO2/ZSM-5 (a)和1%Pd/10%TiO2/HY (b)的发光曲线(参见表1)。NO(灰色)和H2(棕色)的转化率为实线，N2(紫色)、N2O(蓝色)、NO2(红色)和NH3(绿色)的选择性为虚线
干气混合物中1%Pd/20%TiO2/ZSM-5 (a)和1%Pd/20%TiO2/HY (b)的发光曲线(参见表1)。NO(灰色)和H2(棕色)的转化率为实线，N2(紫色)、N2O(蓝色)、NO2(红色)和NH3(绿色)的选择性为虚线
进一步将TiO2含量从10%增加到20%(图3)，导致ZSM-5和hy负载型催化剂的氢点燃温度分别向较低的11°C和6°C轻微移动。与TiO2含量为10%的样品相比，TiO2含量为20%的样品的总体NO转化率保持在相似的范围内，但在175 ~ 275℃的中温范围内，deNOx活性略有下降，而在100 ~ 175℃的低温范围内，deNOx活性有所上升。从NH3-TPD实验中氨吸收的减少(表3)可以看出，较高的TiO2负载会导致酸性位点的堵塞，这被认为是在该介质温度范围内保持高活性的先决条件[13]。因此，它们的损失可以解释175和275°C之间活性的小下降。相比之下，在100至175℃之间，NOx转化率的小幅上升可能是由于Hong等人[36]在低温状态下提出的不同反应途径的促进。在此过程中，H2解离吸附在贵金属上，被转移到载体上并与吸附的NOx发生反应。由于酸度随着二氧化钛含量的增加而降低，载体对NOx和H的吸附倾向发生变化，直接影响反应机理，从而改变主导反应途径。总的来说，最有趣的发现是选择性的变化:在1%Pd/20%TiO2/ZSM-5以上，NH3和NO2都不会大量形成(图3a)。同样，在hy负载的催化剂上，TiO2负载的增加大大减少了NH3的生成，只有少量的NO2生成(图3b)。据推测，随着二氧化钛含量的增加，沸石上酸性位点的堵塞减少了nhx中间体的形成，这些中间体可以转化为出水NH3。尽管这导致1%Pd/20%TiO2/HY催化剂的N2选择性总体上高于10%TiO2催化剂，但在250°C左右，N2O选择性达到近40%的最大值。
在这些活性测试中，在低温(100-175℃)下，在给定的组合物中引入TiO2后，观察到N2O选择性增加。由于没有进一步的机理研究，我们只能推测产生这种效应的原因，这可能部分与文献[4]中提出的吸附-解吸机制有关。其中，NO作为NOad吸附在催化表面，然后可以解离成Nad和Oad，能够由两个Nad形成N2或由NOad和Nad形成N2O。将这一机制与我们观察到的N2O生成的增加结合起来，我们可以假设在低温下TiO2促进表面的NOad与Nad比更高。这种转变可以解释为TiO2将Pd稳定在其还原状态，从而增强了NO在较低温度下在活性位点上的吸附，而在较低温度下，形成Nad和Oad的键裂解动力学仍然很低。
到目前为止，只讨论了模型型干反应气体混合物的催化活性。然而，氢气燃烧发动机会释放出大量的蒸汽[37]，这会影响贵金属基H2-SCR催化剂的活性和选择性，因为H2O可以在活性位点上强烈吸附[38,39]。在含20% tio2 -促进剂的催化剂(图4)点燃试验中，在原料气混合物(湿气混合物，表1)中加入10% H2O对zsm -5负载催化剂有严重影响。与干燥条件相比，在中温条件下，在1%Pd/20%TiO2/ZSM-5条件下，NO转化率明显下降，在180 ~ 210℃之间，NO转化率甚至低于10%。对于不含tio2和10%TiO2的ZSM-5样品，也观察到这种显著的活性下降(图2)。S9, S10)，使得这些系统不适用于具有高湿度废气的废气后处理系统。在这方面，我们的研究结果支持Zhao等人早期的研究结果，他们观察到Pt/ZSM-5上的H2-SCR反应受到抑制，这是由活性位点上NOx和水的竞争性吸附引起的[39]。特别是在150 - 250°C的温度范围内，反应主要由NO吸附控制，我们假设ZSM-5负载的钯基催化剂具有类似的行为。
相比之下，1%Pd/20%TiO2/HY表现出相当好的耐水性:在蒸汽存在的情况下，NO的转化仅受到轻微抑制，水的加入甚至导致N2O的生成减少。尽管NH3选择性适度增加，但较低的N2O水平特别有利于N2选择性。水对hy负载催化剂活性影响较小的一个可能解释是，分散的Pd2+物质上发生了另一种反应机制。众所周知，这些Pd2+物种对于相关CH4-SCR中的NO活化至关重要[40,41,42]，在本研究中测试的样品中，H2-TPR数据表明Pd2+物种仅适用于hy负载的催化剂。这表明，在ZSM-5负载的催化剂上，Pd2+的含量非常低，超出了我们的分析(AutoChem II单元，micromeritics，配备TCD)的检测极限，或者在ZSM-5框架内完全缺乏这种物质。然而，据一些研究小组报道，Pd2+也可以存在于ZSM-5结构中[42,43]。我们的hy负载型催化剂比ZSM-5负载型催化剂更倾向于形成分散的Pd2+物质，其原因可能是两种沸石的孔径(ZSM-5为0.5 nm, Y分子筛为0.7-0.8 nm[44])和铝含量(表2)的差异。高丰度带负电荷的AlO2−单元被认为有助于在沸石结构中稳定Pd2+物质，而HY的高孔径允许更好地接近载体的多孔框架，其中Pd2+通常位于沸石上[45]。虽然水的引入严重抑制了聚集的Pd位点(很可能处于氧化PdO状态)对NO的吸附，但Pd2+位点可能仍然能够转化NO，从而使hy基催化剂的总体活性保持在较高水平。此外，两种反应机制之间的这种转变将能够解释hy -催化剂在上述温度下选择性的变化。除了本文报道的发现之外，未来对这种现象进行更详细的研究是非常可取的，因为涉及氧化态敏感和表面吸附敏感技术将为原子尺度上的基本理解增加新的方面。
1%Pd/20%TiO2/ZSM-5 (a)和1%Pd/20%TiO2/HY (b)在湿气混合物中的发光曲线(参见表1)。NO(灰色)的转化率为实线，N2(紫色)、N2O(蓝色)、NO2(红色)和NH3(绿色)的选择性为虚线
与1%Pd/5%V2O5/20%TiO2/Al2O3基准催化剂相比，该基准催化剂是我们小组早期研究的主题[11]，并且在当前研究中也作为粉末催化剂在干湿饲料中进行了测试(图2)。S13, S14)， 1%Pd/20%TiO2/HY体系在NO转化率和N2选择性方面有显著提高，特别是在有水存在的情况下。我们认为hy负载催化剂的活性和选择性的提高与两种材料性质有关:NH3-TPD实验揭示了更高的表面积(264 m2 g−1比158 m2 g−1[11])和更多的酸性位点(表3)。假设NO的还原主要通过基于NH4+的反应机制进行，这一机制之前被认为是基于Pd和pt的催化剂[13,46,47]，催化剂上Brønsted酸位数量的增加，可能会减轻由(解离的)NO和H2在贵金属上吸附的表面吸附的N和H原子的反应形成的NH4+，并随后溢出到载体上。这些NH4+能与NOx反应生成N2(和H2O)。由于贵金属-载体界面被认为是特别重要的，它允许贵金属的吸附/脱附反应和表面物质向可还原载体的溢出的双重功能机制[47,48]，hy基样品的高表面积提供了比al2o3支撑的基准催化剂更多的可用表面位点。
4 结论
我们的研究显示了沸石框架作为支持材料的潜力，在氢气内燃机排气的典型条件下，用氢选择性催化还原NO。虽然Pd/ZSM-5和Pd/HY对H2-SCR的活性相对较低，但TiO2在沸石上的沉淀显著提高了NO的转化率。虽然10%和20% TiO2的加入减少了催化剂的表面积和酸性位点的数量，但对H2-SCR的促进作用明显大于其负面影响。除了活性向较低温度的小位移(可能是由于沉淀的TiO2进一步阻塞了酸性位点)外，TiO2负载的差异主要影响催化剂的选择性。无论使用哪种沸石材料作为载体，与含有10% TiO2的样品相比，含有20% TiO2的样品形成的氨更少，因此对N2的选择性更高。
相反，催化剂对不可避免的废气组分水的容忍度在很大程度上取决于用作支撑的沸石。在以H2内燃机尾气为代表的潮湿反应气体混合物中，在175 ~ 275℃的温度范围内，zsm -5基催化剂的NO转化率明显下降，而hy基催化剂对NO转化率的影响不显著，产物选择性从N2O向N2和NH3轻微转移。这种差异可能是由于hy负载的催化剂上存在分散的Pd2+物种，这在我们基于zsm -5的样品的H2-TPR实验中无法观察到。在活性和选择性方面，本研究中提出的1%Pd/20%TiO2/HY催化剂优于先前研究的基准催化剂，即1%Pd/5%V2O5/20%TiO2/Al2O3[11]，这凸显了沸石材料在H2-SCR领域的巨大潜力。最后但并非最不重要的是，从我们目前的结果中提取动力学参数，可以为基于pd的基准H2-SCR系统开发和校准微动力学模型，这是对现代氢内燃机整体废气后处理系统进行全面模拟的第一步。
电nic补充资料
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