近日，国际知名学术期刊 《Nano Letters》 （Nature Index收录期刊，一区TOP期刊，影响因子9.6）以“Unraveling excellent performance in NH3-SCR over Cr-doped NiMn-LDO catalysts: a combined experimental and computational study” 为题，在线报道了我校水利与环境学院环境功能材料与污染控制团队在烟气催化脱销领域的最新研究进展。该期刊属于美国化学会旗下顶级期刊，专注于纳米科学技术、工程技术领域的前沿研究。

在日趋严苛的环保政策驱动下，科研团队在NH3-SCR脱硝技术领域取得重要突破。该研究首次系统阐明了Cr掺杂对NiMn层状双氧化物（LDO）催化剂烟气脱销性能的调控机制，为解决传统钒基催化剂活性温度窗口窄、抗毒化性能差等瓶颈问题提供了新思路。

该研究构建了Cr掺杂的Ni1Mn1Crx-LDO催化剂体系，通过精准调控金属比例，Ni1Mn1Cr2-LDO展现出优异性能：在150-300℃宽温域内实现90%以上NO转化率，在SO2和H2O干扰下分别保持80%和90%以上的稳定性。这得益于Cr掺杂引发的"三位一体"协同效应—通过降低结晶度提升锰氧化物分散性、优化表面电子态增加活性位点（Mn4+/Ni3+/Cr3+浓度提升）、增强酸性位点与氧化还原能力。

研究团队结合DFT计算与原位红外技术，捕捉到关键反应路径：Cr的电子调控作用催生了三重协同效应，通过增强B酸位点密度捕获NH3分子，借助Cr2O3（104）晶面强力吸附NOx气体，并诱导形成高活性氧物种迁移通道。原位红外光谱捕获到关键中间体演变路径，证实催化剂表面同时存在Langmuir-Hinshelwood和Eley-Rideal两种反应机制，其中Cr掺杂显著强化了Eley-Rideal路径的氮气生成效率。

该项研究工作为设计宽温域、高抗毒性的新一代脱硝催化剂提供了理论支撑，该成果有望推动非钒基脱硝技术的工业化应用，助力钢铁、焦化等行业的超低排放改造。

济南大学水利与环境学院硕士研究生栾欣汝为论文第一作者，王仲鹏教授为通讯作者，济南大学为该成果的唯一署名单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目的资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c00197

图1 NiMn-LDO和Ni1Mn1Crx-LDO催化剂的脱硝活性和Ni1Mn1Cr2-LDO的TEM图

图2 NiMn-LDO和Ni1Mn1Crx-LDO催化剂的H2-TPR和NH3-TPD表征

图3 Ni1Mn1Cr2-LDO催化剂Mn3O4 (211)和Cr2O3 (104)晶面的DFT计算和Ni1Mn1Cr2-LDO表面气体反应的原位DRIFTS表征图