【学术聚焦】2026年第9期：化工学院朱君江团队首次揭示NH3跨酸位迁移关键机制

近日，化工学院朱君江教授团队在NH₃选择性催化还原（NH₃-SCR）反应机理研究方面取得新进展，该研究系统揭示了Ce基SCR催化剂上NH₃在Brønsted酸与Lewis酸之间的动态迁移机制，相关成果以“Brønsted-to-Lewis NH₃ migration: An elemental step during selective catalytic reduction of nitric oxide”为题发表于Applied Catalysis B: Environment and Energy。武汉纺织大学为论文第一署名单位，团队青年教师阳杰博士为论文第一作者，朱君江教授为论文唯一通讯作者。

在中低温NH₃–SCR反应中，Lewis酸位与Brønsted酸位长期被认为共同参与反应，但二者之间是否存在直接的物种转移关系一直缺乏明确证据。围绕这一关键科学问题，研究团队构建了高度分散的Ce/ZrO₂催化剂体系，并结合原位DRIFTS、瞬态实验、调制激发红外以及¹⁸O₂同位素标记等多手段开展系统研究。

瞬态DRIFTS结果表明，反应过程中气相NO主要遵循Eley-Rideal路径，与表面吸附NH₃直接反应生成N₂。如图所示，L-NH₃在NO+O₂引入后被迅速消耗，其衰减过程与N₂生成峰高度吻合，而B–NH₃的变化明显滞后，说明Lewis位NH₃是直接反应物种，而Brønsted位NH₃主要起间接作用。进一步的NH₃-TPD结合氧化还原半循环实验发现，在O₂参与下，Ce³⁺可被重新氧化为Ce⁴⁺，并驱动邻近B-NH₃向空出的Lewis位点迁移，重新生成活性L-NH₃。

研究团队提出了“氧化还原耦合的NH₃迁移机制”：Lewis位NH₃直接参与脱硝反应，而Brønsted位作为NH₃储库，在O₂驱动的Ce³⁺→Ce⁴⁺再氧化过程中持续向Lewis位补给活性物种。该认识从动态角度澄清了两类酸位之间的本质联系。该工作为理解Ce基SCR催化剂中酸性位点的协同机制提供了关键证据，也为面向高效中低温脱硝催化剂的精准设计提供了新的理论依据。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2026.126609