我室田鹏研究员、刘中民院士团队在Cu-SAPO-34脱硝催化剂低温水热稳定性研究中取得进展，通过控制SAPO-34分子筛中硅环境和硅含量，实现对Cu-SAPO-34催化剂脱硝活性和低温水汽稳定性的调控。

柴油车排放的NO_x已经引发诸多环境问题，例如：光化学烟雾，臭氧层空洞，酸雨以及肆虐我国的雾霾灾害。目前，NH₃-SCR技术是最有效减少柴油车NO_x排放的技术之一。新一代的柴油车后处理系统包含颗粒捕集器（DPF），DPF在柴油车行驶一段时间后就会喷油再生，再生的过程温度会到达600 °C以上，瞬时温度会到800 °C，对催化剂的水热稳定性提出了很高的要求。Cu-SAPO-34催化剂由于其优异的活性、N₂选择性、高温水热稳定性和抗碳氢化合物中毒性，受到科研工作者的广泛关注。然而，近期研究结果表明，Cu-SAPO-34催化剂易受低温水汽影响。因此，Cu-SAPO-34的低温水热稳定性问题成为制约其在NH₃-SCR领域应用的瓶颈。

团队利用大体积模板剂四乙基氢氧化铵合成出一系列硅含量不同的SAPO-34载体。所得SAPO-34平均一个CHA笼中具有一个TEA⁺离子，因此该方法合成SAPO-34载体具有相似的酸量。载体的硅岛比例随着硅含量增加而增加，其酸强度也随着硅岛增多而逐渐增强。酸强度增强不利于NH₃活化和迁移，因此，催化剂的活性随着硅岛的增多而逐渐下降。团队前期提出Si(4Al)迁移聚集形成硅岛是导致Cu-SAPO-34催化剂低温水热失活的主要原因。由于随着硅含量的增加，载体的硅岛面积和比例增加，降低了Si(4Al)和硅岛之间的平均间距，更利于Si(4Al)向着硅岛转化，从而降低其低温水汽稳定性。因此在本研究中具有最低硅含量和最多Si(4Al)物种的Si-7.7催化剂表现出最优的活性和低温水热稳定性。

本论文研究结果揭示了硅环境和Cu-SAPO-34催化剂的活性的关系；另外阐述了硅环境和催化剂低温水汽稳定性的关系。本研究证实通过控制硅环境和硅物种平均间距能显著改善Cu-SAPO-34催化剂的低温水汽稳定性。低硅SAPO-34符合本研究假设，同时低硅SAPO-34也是分子筛制备领域难点课题，下一步将通过合成低硅SAPO-34以期得到具有低温水热稳定性的Cu-SAPO-34催化剂。

相关研究成果发表在《催化学报》(Journal of Catalysis)上。上述研究工作得到国家自然科学基金重点项目、中科院前沿重点项目、中国博士后基金等项目的支持。（供稿：曹毅）

The effect of Si environments on NH3 selective catalytic reduction performance and moisture stability of Cu-SAPO-34 catalysts. Yi Cao, Dong Fan, Dali Zhu, Lijing Sun, Lei Cao, Peng Tian*, Zhongmin Liu*, JOURNAL OF CATALYSIS, 391:404-413, 2020.