2021, Vol. 35
柴油机具有低油耗、高热效率等特点, 有着良好的经济性和可靠性, 广泛应用于船舶动力以及大、中型载重货车上. 但是柴油机燃烧产生的尾气会对环境和人类健康造成严重的危害. 柴油机尾气的主要污染物是颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx). PM主要由干碳烟、可溶性挥发物以及灰分组成. 其中碳烟是由于燃油和空气混合不均匀, 在燃油含量较高的区域, 高温缺少氧气的条件下, 氧化、裂解形成. 氮氧化物主要是空气中的氮气在高温下被氧化形成.
1990年, Yoshida等[1]提出了在富氧条件下PM来催化还原NOx的概念. 后续研究者基于尖晶石型氧化物[2-4]、钙钛矿型氧化物[5-8]、水滑石活性氧化物[9-12]和稀土基氧化物[13]等催化剂开展了大量研究. 结果表明, 碳烟的催化氧化反应温度与NOx的还原反应温度区间是一致的, 因此同时催化去除柴油机尾气中的PM和NOx在原理上是可行的. 但是由于该催化反应发生在碳烟-催化剂-氮氧化物三相界面, 因此该体系仍面临碳烟燃烧温度高以及氮气转换率低等问题的挑战.
有序介孔材料具有骨架组成可调、有序多变的孔道结构、可调控的优良孔性质以及多样化的形貌等特性, 已经被广泛应用于诸如吸附、分离、催化以及能源储存等领域[14-16]. 我们认为, 介孔材料具有较大的比表面积, 有可能为碳烟与氮氧化物同时催化去除提供较多的表面反应位点或者界面相互作用位点; 而催化剂中大的孔容又可以为吸附反应物提供更多的存储空间. Jiang等[17]发现与柠檬酸法合成的Co3O4相比, 介孔Co3O4明显提升了同时催化去除碳烟和NOx的性能, 降低了碳烟的起燃温度. 进一步的研究发现在介孔Co3O4框架内均匀分散的碳酸钠有助于硝酸盐中间体的形成, 有利于催化NOx的反应. 但是该研究并未讨论钠的存在状态, 如表面钠或体相钠的影响. 同时由于Co3O4具有较强的氧化还原能力, 因此该体系的NOx转化率依旧较低, N2最大产率仅为32.9%左右.
Shangguan等[18]的前期研究发现尖晶石型复合金属氧化物催化活性优于单一金属氧化物, 而尖晶石型复合氧化物中CuFe2O4有着相对较低的起燃温度和较高的N2生成量. 这意味着CuFe2O4有可能弥补Co3O4氧化性较强, 而NOx转化率低的缺点. 因此基于CuFe2O4催化剂体系开展了同时催化去除碳烟和NOx反应性能的研究. 首先通过模板法以及柠檬酸法合成了介孔结构和非介孔结构的CuFe2O4, 探讨了合成条件对于有序介孔CuFe2O4催化剂合成的影响. 进一步探讨了有序介孔结构CuFe2O4影响碳烟的燃烧性能以及NOx转化率的本质原因.
1 实验部分 1.1 化学药品浓盐酸(35%)、柠檬酸(C6H8O7·H2O)、正硅酸乙酯(TEOS)、甲醇(CH3OH)、三水合硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)、九水合硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)、氢氟酸(HF)和氢氧化钠(NaOH), 均为分析纯, 购买自国药化学试剂有限公司; P123(PEO-PPO-PEO, 相对分子质量为5800), 分析纯, 购买自Sigma-Aldrich. 所有药品未经过进一步纯化直接使用.
1.2 催化剂制备硬模板剂SBA-15二维介孔材料合成可参考文献[19]方法. 纳米浇筑法合成介孔CuFe2O4的具体过程如下: 将0.5 g SBA-15均匀分散在甲醇溶液中, 记为溶液A. 然后按照摩尔比1∶2分别称取0.37 g Cu(NO3)2·3H2O和1.21 g Fe(NO3)3·9H2O溶解于甲醇溶液中, 记为溶液B. 将B溶液加入到A溶液中, 所得溶液搅拌至干. 浸渍完成后在马弗炉中300 ℃下焙烧3 h. 将得到的粉末加入含有0.185 g Cu(NO3)2·3H2O和0.605 g Fe(NO3)3·9H2O的甲醇溶液中, 搅拌蒸干后放入马弗炉中600 ℃下焙烧3 h. 介孔CuFe2O4采用2 mol/L NaOH溶液去除模板. 然后用水洗涤多次, 干燥, 得到介孔CuFe2O4, 命名为s-CuFe2O4. 在硬模板合成介孔s-CuFe2O4的前驱体溶液中加入NaNO3, 形成体相Na掺杂的介孔CuFe2O4, 命名为s-CuFe2O4-bulk.
非介孔CuFe2O4按1∶2的摩尔比称取一定量硝酸铜、硝酸铁以及柠檬酸溶解于去离子水中, 在80 ℃水浴中搅拌至形成溶胶凝胶. 所得产物干燥后, 在马弗炉700 ℃下焙烧2 h, 得到CuFe2O4催化剂, 将制备的催化剂命名为出c-CuFe2O4.
1.3 催化剂表征手段X射线衍射(XRD)使用了德国布鲁克公司生产的Bruker D8 advance X射线衍射谱, 用来分析催化剂的晶体结构. N2吸脱附等温曲线、比表面积和孔径分布使用美国麦克仪器公司的Trister Ⅱ 3020型全自动比表面和孔隙分析仪来完成; 使用美国FEI公司生产的FEI Talos F200X场发射透射电子显微镜来表征催化剂的形貌以及晶面参数, 工作电压为200 kV. 氢气程序升温还原(H2-TPR)使用美国麦克仪器公司的Micromeritics Chemisorb 2720型全自动化学吸附仪进行表征. 使用日本岛津Kratos公司生产的AXIS Ultra DLD多功能X射线光电子能谱仪分析催化剂的表面化学元素及化学组成价态. 采用美国Thermofisher公司Nicolet 6700采集原位漫反射红外光谱(In-situ Drifts).
1.4 催化剂活性评价采用Degussa公司生产的Printex U来模拟碳烟, 具体性能参数如表 1所示.
|
表 1 Printex U的基本性质 Table 1 Basic properties of Printex U |
催化剂在NOx/O2气氛下催化NOx转化的活性评价在固定床连续流动反应体系下进行. 将碳烟与催化剂按照质量比1∶19混合, 在研钵中充分研磨10 min, 得到紧密接触的混合物, 称取0.33 g混合物. 用石英棉将碳烟和催化剂的混合物固定在石英管中, 让混合气持续流过催化剂. 以产生CO2总量的10%和50%的温度为碳烟燃烧性能T10和T50, 分别代表碳烟的起燃温度和最大燃烧温度. NOx的转化性能可以通过N2生成量和最大转换率ηN2(max)来评价. ηN2(max)通过公式1-1计算得到:
| $ \eta_{N_{2}}=2\left[N_{2}\right]_{o} /[N O]_{i n} $ | (1) |
其中,
对合成的CuFe2O4进行X射线衍射测试, 结果如图 1所示. 如图 1a所示, 当煅烧温度低于600 ℃时, 硬模板法合成的s-CuFe2O4的小角XRD衍射谱图在0.9°和1.3°有衍射峰, 表明了催化剂中存在有序介孔结构; 当温度进一步升高到700 ℃, 该小角衍射峰消失, 应该是由于过高的温度破坏了其有序介孔结构. 图 1c是合成的s-CuFe2O4的广角XRD衍射谱图, 通过与标准卡片(JCPDS No. 25-0283)比对, 在18.5°, 30.2°, 35.6°, 43°, 57°以及62.7°的衍射峰对应立方相CuFe2O4的(1 1 1), (2 2 0), (3 1 1), (4 0 0), (5 1 1), (4 4 0)晶面, 表明纳米复刻法合成的CuFe2O4为立方相. 而作为对比, 如图 1e所示, 柠檬酸法合成的CuFe2O4在18.3°, 29.9°, 30.5°, 34.7°, 35.8°, 37.1°, 41.8°, 43.7°, 53.9°, 55.4°, 57°, 57.8°, 62.1°以及63.6°有衍射峰, 与标准卡(JCPDS No. 34-0425)比对, 对应四方相CuFe2O4的(1 0 1), (1 1 2), (2 0 0), (1 0 3), (2 1 1), (2 0 2), (0 0 4), (2 2 0), (3 1 2), (1 0 5), (3 0 3), (3 2 1), (2 2 4)以及(4 0 0)晶面. 可以看出, 溶胶凝胶法与模板法合成的CuFe2O4具有明显不同的晶型结构. 同时, 与c-CuFe2O4相比, 纳米复刻法合成的介孔s-CuFe2O4的衍射峰强度变弱, 峰宽变宽. 这可能是由于s-CuFe2O4是在有序介孔硅孔道中生成, 受到孔道限域效应影响, 形成了晶粒较小的立方相CuFe2O4. 另外, 在400 ℃煅烧的样品中存在Fe2O3和CuO的衍射峰, 这是由于煅烧温度较低, 并没有完全形成尖晶石的结构.
|
图 1 CuFe2O4的(a, b)小角衍射XRD图(c, d, e)广角XRD图 Fig.1 (a, b) Small-angle XRD patterns (c, d, e) Wide-angle XRD patterns of CuFe2O4 |
通过硬模板纳米复刻法合成催化剂时, 使用前驱体的量是获得具有较好介孔结构样品的关键因素. 为此, 我们还考察了不同前驱体用量对介孔结构以及晶型的影响. 如图 1b所示, 随着前驱体填充量的增加, 小角衍射的峰强越强, 表示结构有序性越好. 但是从图 1d中看到, 前驱体的量过多会导致合成的催化剂中出现杂峰. 综合以上结果, 选取焙烧温度600 ℃(具有较高的稳定性且与溶胶凝胶法合成温度最接近), 前驱体用量为1.5倍的介孔s-CuFe2O4作为之后活性测试的催化剂.
为了研究催化剂的比表面积、孔结构以及孔径分布等特性, 对CuFe2O4进行了低温氮气吸脱附试验. 如图 2所示, s-CuFe2O4样品呈现典型的type-Ⅳ等温线, 相对压力为0.7到1.0之间有明显的回滞环, 说明s-CuFe2O4中存在介孔结构, 这与之前XRD的结果保持一致. 表 2列出的是不同CuFe2O4的比表面积、比孔容和平均粒径. 可以看到, 具有介孔结构的CuFe2O4的比表面积相差不大, 但都比非介孔c-CuFe2O4大很多.
|
图 2 CuFe2O4的氮气吸脱附曲线 Fig.2 N2 physisorption isotherms curves of CuFe2O4 |
|
|
表 2 CuFe2O4的比表面积、比孔容和平均粒径 Table 2 Specific surface area, specific pore volume and average particle size of CuFe2O4 |
为了研究催化剂颗粒的表面形貌, 对柠檬酸法以及硬模板法合成的CuFe2O4的结构和形貌进行了TEM测试. 非介孔c-CuFe2O4是由大颗粒堆积而成的, 颗粒大小约为60~100 nm(图 3a-c). 介孔s-CuFe2O4表现出和SBA-15一致的反向介孔结构, 表明介孔s-CuFe2O4很好的复制了SBA-15二维孔道结构(图 3d-e). 体相Na掺杂合成的介孔s-CuFe2O4-bulk显示出最为规则的有序介孔结构(图 3g-i), 可能是由于碱金属硝酸盐促进了CuFe2O4在介孔中的固溶.
|
图 3 (a-c) c-CuFe2O4, (d-f) s-CuFe2O4和(g-i) s-CuFe2O4-bulk的TEM图像 Fig.3 TEM images of (a-c) c-CuFe2O4, (d-f) s-CuFe2O4 and (g-i) s-CuFe2O4-bulk |
图 4给出了介孔和非介孔结构的CuFe2O4的XPS谱图. 图 4a为3种不同CuFe2O4样品的XPS谱图, 可以看到Cu, Fe和O是复合金属氧化物的3种主要组成元素, 其中s-CuFe2O4以及s-CuFe2O4-bulk材料中可以看到明显的钠峰, 位于结合能1070 eV的位置. 图 4b, c, d分别是不同CuFe2O4样品的Cu 2p, Fe 2p和O 1s谱图. 如图 4b所示, XPS Cu 2p光谱在933.4和953.3 eV附近存在独特的双峰(2p3/2和2p1/2), 与Cu2+的特征峰相似[20]; 942和961.3 eV处的两个卫星峰进一步证实其为Cu2+. 图 4c中709.6和723.0 eV的特征峰为Fe2+; 710.6和724.2 eV的特征峰为Fe3+; 712.2和726.0 eV的特征峰则是由于Fe3+与羟基自由基(-OH)结合产生[21-22]. 如图 4d所示, O 1s峰均不对称, 这是由于存在两种不同类型的氧, 一种是CuFe2O4样品中化学结合的氧, 另一种是物理吸附的氧. 不对称O 1s峰可以分出4个峰, (1)529.7 eV处的峰对应是金属—氧键; (2) 530.6 eV处的峰对应的是-OH基团的峰; (3) 531.7 eV处的峰对应的是C=O; (4) 532.9 eV处的峰是表面物理吸附和化学吸附的水[23]. XPS的分析结果显示, 除了钠元素外, 3种催化剂的元素组成以及价态分布并没有明显的区别.
|
图 4 CuFe2O4的XPS谱图 Fig.4 XPS spectra of CuFe2O4 a. 全谱; b. Cu 2p; c. Fe 2p; d. O 1s a. full range spectrum; b. Cu 2p; c. Fe 2p; d. O 1s |
不同CuFe2O4同时催化去除碳烟-NOx的性能如图 5所示. 如图 5a所示, 相较于c-CuFe2O4, s-CuFe2O4显著降低了碳烟的起燃温度(T10), 其中s-CuFe2O4将碳烟的起燃温度(T10)从324降低到了278 ℃(表 3), 并且出现了两个碳烟的燃烧峰, 而体相Na掺杂之后, s-CuFe2O4-bulk催化碳烟的起燃温度反而升高到了294 ℃, 并且未表现出碳烟燃烧的双峰. 图 5b表示的是不同CuFe2O4同时催化NOx的活性结果. 可以看到, s-CuFe2O4和c-CuFe2O4的N2的最大转换率分别为92.2%和5.9%, 该转换率高于我们之前在四氧化三钴体系中32.9%的N2最大产率[17], 也是近年来报道的最高(同时催化去除碳烟-NOx)效率之一[7, 24-28].
|
图 5 a. CO2浓度以及b. N2转化率随温度变化曲线 Fig.5 Profiles of the a. formed CO2 and b. yield N2 |
|
图 6 a. c-CuFe2O4; b. s-CuFe2O4不同脱附温度下的原位漫反射红外光谱 Fig.6 In-situ Drifts of desorption at different temperature over a. c-CuFe2O4 and b. s-CuFe2O4 |
|
|
表 3 CuFe2O4催化活性 Table 3 Catalytic activity of CuFe2O4 |
进一步通过原位漫反射红外光谱(In-situ Drifts)研究了介孔s-CuFe2O4和非介孔c-CuFe2O4的NOx吸附情况. c-CuFe2O4在1616 cm-1以及s-CuFe2O4在1608 cm-1出现的吸附峰归属于气态NO2; c-CuFe2O4在1571, 1301 cm-1以及s-CuFe2O4在1573, 1299 cm-1出现的吸附峰可归为双齿硝酸盐. 介孔s-CuFe2O4在1300~1500 cm-1之间出现了一个信号很强的宽泛的峰, 这表明表面产生的大量的离子态金属硝酸盐物种. 该物质有较好的稳定性, 当温度升高到350 ℃时依然能够观测到该峰的信号.
在同时催化去除碳烟与NOx的反应体系中, NOx吸附在催化剂表面并生成硝酸盐的过程对反应的进行有重要的影响. 其作用大致可分为两个方面: (1) 硝酸盐分解产物促进碳烟氧化以及NOx还原. 一些研究表明[29], 硝酸盐物种的分解能产生更多的NO2, 促进碳烟燃烧, 从而提升反应活性; (2) 催化剂表面形成熔融金属硝酸盐, 在反应过程中能促进碳烟与催化剂的接触, 提高活性. 这一点从CuFe2O4的原位漫反射红外光谱表征即可间接获得证实, 在吸附NOx后, 介孔s-CuFe2O4表面生成了大量的金属硝酸盐物种, 且具有较好的稳定性. 此外, 由于反应前介孔s-CuFe2O4表面存在游离态的碱性钠物种, 因此吸附NOx后表面金属硝酸盐物种可归为NaNO3. 由于NaNO3的熔融温度为306 ℃, 此温度接近于介孔s-CuFe2O4的碳烟起燃温度, 因此表面熔融金属硝酸盐可能是活性明显提升的关键因素.
需要注意的是, 如图 4b所示, 3种催化剂催化NOx转化为N2的温度区间与碳烟燃烧产生CO2的温度区间基本对应, 表现出良好的碳烟与NOx共去除一致性. 但是介孔s-CuFe2O4催化碳烟燃烧呈现出双峰的曲线, 这种现象之前并未报道过. 根据实验过程, 我们推测s-CuFe2O4催化碳烟燃烧反应中出现的两个CO2生成峰可能是由于两种接触状态的碳烟氧化反应造成的. 如催化剂活性评价过程所述, 催化反应前, 将碳烟与催化剂在研钵中充分研磨10 min后得到的两者的紧接触混合物. 但是这种物理研磨并不能保证催化剂与碳烟处于完全紧接触的状态. 因此, 如图 4所示, 在250~350 ℃左右出现的前置氧化峰可能代表的是紧接触碳烟与s-CuFe2O4催化剂表面化学吸附的硝酸盐物种发生共去除催化反应. 由于硝酸盐物种的分解能产生高活性的NOx物种, 同时熔融金属硝酸盐在反应过程中也促进了碳烟与催化剂的接触, 因此大幅提高了与催化剂紧密接触碳烟的催化氧化以及NOx还原, 进而在250~350 ℃之间表现出良好的共去除一致性. 而在350~400 ℃左右出现的峰可能是与催化剂松接触的碳烟优先会与气态的NOx发生的催化氧化反应造成的, 因此其对应的NOx还原活性较差, 表现出了较差的碳烟氧化与NOx还原的一致性. 这一有趣的现象也再次说明了表面钠物种的存在对于同时催化去除反应的促进作用.
为了进一步明确s-CuFe2O4中钠物种的存在状态与催化活性之间的联系, 我们还合成了体相钠掺杂的催化剂s-CuFe2O4-bulk. 但是如图 4所示, 相较于s-CuFe2O4, s-CuFe2O4-bulk催化碳烟氧化性能和N2产率均大幅下降, 其中N2产率仅有18.6%. 如图 5所示, XPS全谱扫描结果显示, s-CuFe2O4, s-CuFe2O4-bulk中均有钠元素的存在. 而如图 3的TEM结果所示, 表面Na修饰和体相掺杂合成的CuFe2O4的形貌基本一致, 其中s-CuFe2O4-bulk甚至表现出明显更规则的有序介孔结构. 因此有序介孔结构形貌并不是导致两者共去除性能出现明显差异的主要原因.
H2-TPR是表征催化剂氧化还原性能的有效手段. 3种CuFe2O4的H2-TPR结果如图 7所示. 介孔s-CuFe2O4和非介孔c-CuFe2O4都表现出两个还原峰. 其中低温的还原峰对应的是CuFe2O4被还原为Cu和Fe3O4, 较高温度的还原峰对应的是Fe3O4被还原为Fe[30]. 由于碳烟燃烧的起燃温度在300 ℃左右, 因此仅需对比低温还原峰的相对位置. 与非介孔c-CuFe2O4相比, 介孔s-CuFe2O4的两个还原峰都向着低温区域移动, 这表明其氧化还原性能的增强. 作为对比, 体相Na掺杂的介孔s-CuFe2O4-bulk的低温还原峰(242 ℃)处在介孔s-CuFe2O4和非介孔c-CuFe2O4之间. 这与上述材料的碳烟催化氧化活性规律是一致的. 其中s-CuFe2O4-bulk的低温催化氧化性能较差可能与其形成的更规则的有序介孔结构(图 3g-i)和更小的比面积有关. Shangguan[31]曾探究了不同碱金属掺杂对于CuFe2O4催化性能的影响, 发现体相掺杂金属Na时, 虽然对碳烟的燃烧性能起到一定的促进作用, 但是N2的选择性大大降低. 这也再次说明表面游离态的钠物种才能促进同时催化去除NOx.
|
图 7 CuFe2O4的H2-TPR谱图 Fig.7 H2-TPR profiles of CuFe2O4 |
研究发现, 纳米复刻法合成过程中的纳米限域效应导致的局部高温反应, 影响了CuFe2O4的生成过程, 合成出了常规合成中需要采用高温淬火过程才能合成的立方相晶相结构. 该晶相结构以及介孔结构表面均一分散的钠物种和大比表面积极大地提升了碳烟的燃烧性能和NOx转化为N2的选择性. 其碳烟起燃温度与常规合成方法获得的CuFe2O4相比降低了40 ℃, N2最大产率提升到了92.2%, 为目前文献报道的最高效率之一.
| [1] |
Yoshida K, Makino S, Sumiya S, et al. Simultaneous reduction of NOx and particulate emissions from diesel engine exhaust[J]. SAE Transactions, 1989, 98: 1994–2005.
|
| [2] |
Shangguan W. Simultaneous catalytic removal of NOx and diesel soot particulates over ternary AB2O4 spinel-type oxides[J]. Appl Catal B: Environ, 1996, 8(2): 217–227.
DOI:10.1016/0926-3373(95)00070-4 |
| [3] |
Fino D, Russo N, Saracco G, et al. Catalytic removal of NOx and diesel soot over nanostructured spinel-type oxides[J]. J Catal, 2006, 242(1): 38–47.
DOI:10.1016/j.jcat.2006.05.023 |
| [4] |
Zawadzki M, Walerczyk W, López-Suárez F E, et al. CoAl2O4 spinel catalyst for soot combustion with NOx/O2[J]. Catal Commun, 2011, 12(13): 1238–1241.
DOI:10.1016/j.catcom.2011.04.021 |
| [5] |
Zhu Jun-jiang, Li Hai-long, Zhong Lin-yun, et al. Perovskite oxides: Preparation, characterizations, and applications in heterogeneous catalysis[J]. ACS Catal, 2014, 4(9): 2917–2940.
DOI:10.1021/cs500606g |
| [6] |
Zhu Hui-yuan, Zhang Peng-fei, Dai Sheng. Recent advances of lanthanum-based perovskite oxides for catalysis[J]. ACS Catal, 2015, 5(11): 6370–6385.
DOI:10.1021/acscatal.5b01667 |
| [7] |
Urán L, Gallego J, Li W Y, et al. Effect of catalyst preparation for the simultaneous removal of soot and NOx[J]. Appl Catal A: Gen, 2019, 569: 157–169.
DOI:10.1016/j.apcata.2018.10.029 |
| [8] |
Urán L, Gallego J, Ruiz W, et al. Monitoring intermediate species formation by DRIFT during the simultaneous removal of soot and NOx over LaAgMnO3 catalyst[J]. Appl Catal A: Gen, 2019, 588: 117280.
DOI:10.1016/j.apcata.2019.117280 |
| [9] |
Wang Zhong-peng, Yan Xiao-tong, Bi Xin-lin, et al. Lanthanum-promoted copper-based hydrotalcites derived mixed oxides for NOx adsorption, soot combustion and simultaneous NOx-soot removal[J]. Mater Res Bull, 2014, 51: 119–127.
DOI:10.1016/j.materresbull.2013.12.003 |
| [10] |
Jabłońska M, Palkovits R. Nitrogen oxide removal over hydrotalcite-derived mixed metal oxides[J]. Catal Sci Tech, 2016, 6(1): 49–72.
DOI:10.1039/C5CY00646E |
| [11] |
Yang Li, Zhang Chen, Shu Xin-qian, et al. The mechanism of Pd, K co-doping on Mg-Al hydrotalcite for simultaneous removal of diesel soot and NOx in SO2- containing atmosphere[J]. Fuel, 2019, 240: 244–251.
DOI:10.1016/j.fuel.2018.11.128 |
| [12] |
Ren W, Ding T, Yang Y, et al. Identifying oxygen activation/oxidation sites for efficient soot combustion over silver catalysts interacted with nanoflower-like hydrotalcite-derived CoAlO metal oxides[J]. ACS Catal, 2019, 9(9): 8772–8784.
DOI:10.1021/acscatal.9b01897 |
| [13] |
Gao Yi-bo, Teng Shi-chang, Wang Zhong-peng, et al. Enhanced catalytic performance of cobalt and iron co-doped ceria catalysts for soot combustion[J]. J Mater Sci, 2020, 55(1): 283–297.
DOI:10.1007/s10853-019-03973-z |
| [14] |
Zhao D, Feng J, Huo Q, et al. Triblock copolymer syntheses of mesoporous silica with periodic 50 to 300 angstrom pores[J]. Science, 1998, 279(5350): 548–552.
DOI:10.1126/science.279.5350.548 |
| [15] |
Li Wei, Liu Jun, Zhao Dong-yuan. Mesoporous materials for energy conversion and storage devices[J]. Nat Rev Mater, 2016, 1(6): 1–17.
|
| [16] |
Ren Y, Ma Z, Bruce P G. Ordered mesoporous metal oxides: Synthesis and applications[J]. Chem Soc Rev, 2012, 41(14): 4909–4927.
DOI:10.1039/c2cs35086f |
| [17] |
Jiang Zhi, Zhu Zhi-xin, Guo Wei-qi, et al. Surface sodium functionalization of ordered mesoporous Co3O4 controls the enhanced simultaneous catalytic removal of soot and NOx[J]. J Mater Chem A, 2017, 5(39): 20696–20708.
DOI:10.1039/C7TA03071A |
| [18] |
Shangguan Wen-feng, Zou Gu-chu, Jiang Zhi. Simultaneous catalytic removal of diesel soot and NOx[M]. Singapore: Springer Singapore, 2019.
|
| [19] |
Taguchi A, Schüth F. Ordered mesoporous materials in catalysis[J]. Micropor Mesopor Mater, 2005, 77(1): 1–45.
DOI:10.1016/j.micromeso.2004.06.030 |
| [20] |
Tahir D, Tougaard S. Electronic and optical properties of Cu, CuO and Cu2O studied by electron spectroscopy[J]. J Phys Cond Mat, 2012, 24(17): 175002.
DOI:10.1088/0953-8984/24/17/175002 |
| [21] |
Ding Jie, Zhong Qin, Zhang Shu-le. Simultaneous removal of NOx and SO2 with H2O2 over Fe based catalysts at low temperature[J]. RSC Adv, 2014, 4(11): 5394.
DOI:10.1039/c3ra46418k |
| [22] |
Yang J, Bao C, Yu T, et al. Enhanced performance of photoelectrochemical water splitting with ITO@α-Fe2O3 core-shell nanowire array as photoanode[J]. ACS Appl Mater & Interf, 2015, 7(48): 26482–26490.
|
| [23] |
Hu Jue, Jiang Lin, Zhang Cheng-xu, et al. Enhanced Pt performance with H2O plasma modified carbon nanofiber support[J]. Appl Phys Lett, 2014, 104(15): 151602.
DOI:10.1063/1.4871505 |
| [24] |
Peng Xiao-sheng, Lin He, Shangguan Wen-feng, et al. A highly efficient and porous catalyst for simultaneous removal of NOx and diesel soot[J]. Catal Commun, 2007, 8(2): 157–161.
DOI:10.1016/j.catcom.2006.04.015 |
| [25] |
Wang Ke, Qian Ling, Zhang Lei, et al. Simultaneous removal of NOx and soot particulates over La0.3MnO3 perovskite oxide catalysts[J]. Catal Today, 2010, 158(3/4): 423–426.
|
| [26] |
Matarrese R, Aneggi E, Castoldi L, et al. Simultaneous removal of soot and NO over K- and Ba-doped ruthenium supported catalysts[J]. Catal Today, 2016, 267: 119–129.
DOI:10.1016/j.cattod.2015.12.016 |
| [27] |
Davies C, Thompson K, Cooper A, et al. Simultaneous removal of NOx and soot particulate from diesel exhaust by in situ catalytic generation and utilisation of N2O[J]. Appl Catal B: Environ, 2018, 239: 10–15.
DOI:10.1016/j.apcatb.2018.07.072 |
| [28] |
Tan J, Wei Y, Sun Y, et al. Simultaneous removal of NOx and soot particulates from diesel engine exhaust by 3DOM Fe-Mn oxide catalysts[J]. J Ind Eng Chem, 2018, 63: 84–94.
DOI:10.1016/j.jiec.2018.02.002 |
| [29] |
Kureti S, Weisweiler W, Hizbullah K. Simultaneous conversion of nitrogen oxides and soot into nitrogen and carbon dioxide over iron containing oxide catalysts in diesel exhaust gas[J]. Appl Catal B: Environ, 2003, 43(3): 281–291.
DOI:10.1016/S0926-3373(02)00325-9 |
| [30] |
Kameoka S, Tanabe T, Tsai A P. Spinel CuFe2O4: A precursor for copper catalyst with high thermal stability and activity[J]. Catal Lett, 2005, 100(1/2): 89–93.
|
| [31] |
Shangguan W. Promotion effect of potassium on the catalytic property of CuFe2O4 for the simultaneous removal of NOx and diesel soot particulate[J]. Appl Catal B: Environ, 1998, 16(2): 149–154.
DOI:10.1016/S0926-3373(97)00068-4 |