氮氧化物(NO_x)是大气环境中主要的污染物，是导致酸雨、光化学烟雾、灰霾、臭氧污染等一系列环境问题的重要原因之一。氨选择性催化还原法(NH₃-SCR)是主流的固定源烟气脱硝技术，其核心是SCR脱硝催化剂。目前的商用SCR催化剂(V₂O₅-WO₃/TiO₂、V₂O₅-MoO₃/TiO₂)适用的温度窗口为300-420℃，具有较高的脱硝活性，在燃煤电厂已广泛应用。近年来，一些行业的烟气脱硝要求温度范围在120-300℃，因此许多研究者致力于开发新型低温脱硝催化剂。其中MnO_x和FeO_x基催化剂表现出较高的脱硝效率，但N₂选择性和抗水抗硫性较差。目前研发同时具有高活性、选择性和抗水抗硫性的低温脱硝催化剂仍是较大的挑战。

　　中国科学院城市环境研究所陈进生研究团队采用溶胶凝胶法制备了FeO_x-CeO₂-V₂O₅/TiO₂ (FeCeVTi) 和MnO_x-CeO₂-V₂O₅/TiO₂ (MnCeVTi) 两个脱硝催化剂体系。研究表明，掺杂Fe和Mn在不同程度上提高了催化剂的低温脱硝活性，FeCeVTi催化剂同时具有较佳的中低温活性、N₂选择性以及抗水抗硫性。其中7%FeCeVTi催化剂 (7.0% Ce/Ti和1.0% V/Ti摩尔比) 性能最佳，在210-360°C具有高于92 %的脱硝效率和近乎100%的N₂ 选择性，并且在250℃通入SO₂反应24 h后，其脱硝效率仍保持在86.1%以上。Fe-Ce-V间的相互作用有助于提高催化剂的Ce³⁺/Ce⁴⁺和表面V⁵⁺比例，使催化剂具有适中的氧化还原能力以及更多的酸性位点，减弱了催化剂表面的SO₂吸附，从而提升了FeCeVTi催化剂的脱硝活性和抗水抗硫性。根据原位漫反射红外实验结果推测在CeVTi催化剂上的NH₃-SCR反应遵循E-R机理，而在FeCeVTi催化剂上，E-R机理和L-H机理共存。

　　该研究成果以Effect of FeO_x and MnO_x doping into CeO₂-V₂O₅/TiO₂ nanocomposite on the performance and mechanism in selective catalytic reduction of NO_x with NH3为题发表在Catalysis Science & Technology上（DOI: 10.1039/d0cy02471f），城市环境研究所王金秀副研究员为第一作者，陈进生研究员为通讯作者。该研究得到福建省引导性项目(2020Y0085)和中国科学院青年创新促进会(2020309)的资助。

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FeCeVTi和MnCeVTi催化剂的NOx转化率, N2选择性(右)和抗水抗硫性(中)