1、采用原位漫反射傅里葉變換紅外光譜(DRIFTS)對鈷基催化劑上烴類選擇催化還原NOx反應中的表面中間物種進行了研究，探討了反應機理：并結合H2程序升溫還原(H2-TPR)，紫外可見光譜(UV-vis)和X射線衍射(XRD)等表征手段，將催化劑的結構與反應過程中生成的表面中間物種和催化劑活性相關聯(lián)，對反應活性中心進行了深入的研究，取得了如下創(chuàng)新性的成果：
　　 1.利用原位DRIFTS手段分別研究了不同溫度下NO/He、N0+02

2、/He、C2H4He。C2H4+02/He以及NO+O2+C2H4/He反應混合氣體在Co-ZSM-5催化劑上的吸附和反應情況。研究結果表明：NO在Co-ZSM-5上吸附時主要以Co2+-(NO)2和Co3+-NO形式存在。NO+O2在催化劑表面共吸附時，NO被氧化生成硝酸鹽物種，并且生成的硝酸鹽的種類與反應溫度密切相關。在250℃以上，C2H4在Co-ZSM-5上吸附時即能發(fā)生部分氧化生成甲酸鹽物種，O2的加入進一步促進了該反應的進行

3、。在NO+O2+C2H4條件下，催化劑表面除了生成硝酸鹽和甲酸鹽物種之外，還有-CN，-NCO和HCONO2物種的生成。通過研究表面硝酸鹽和甲酸鹽在不同反應氣氛中的消耗情況，發(fā)現(xiàn)甲酸鹽易與硝酸鹽反應生成HCON02物種，其進一步與NO+O2反應生成-CN和-NCO。動力學研究結果表明，不同吸附位上的-CN或-NCO與NO+O2反應生成N2(g)和COx(g)的反應速率不同，其消耗反應速率常數(shù)為：K(CO2+-CN)>K(Al3+-NCO

4、)>K(-CNL)>K(-CNB)。
　　 2.采用多種技術對Co-ZSM-5催化劑進行表征和反應活性位的研究：H2-TPR研究結果表明，離子交換法制備的Co-ZSM-5上至少存在三種形式的鈷物種：分散的Co3O4，CoOx和離子交換位上的Co2+離子。原位DRIFTS結果表明，在300℃下，Co3O4有助于NO氧化生成雙齒硝酸鹽，這些雙齒硝酸鹽是生成-NCO的關鍵物種。此外，Co3O4物種還能夠催化乙烯發(fā)生部分氧化生成甲酸鹽，

5、同時Co3+被還原成Co2+；O2的引入能夠促使Co2+重新被氧化成Co3+。離子交換位上的Co2+離子能夠促進NO與O2反應生成單齒和橋式硝酸鹽，同時這些Co2+離子還能夠促進甲酸鹽與硝酸鹽之間反應生成各種含C、N元素的中間體，并加速-CN物種與NO+O2反應生成產物N2和COx。
　　 3.采用等體積浸漬法制備的Co/Al2O3催化劑在C2H4選擇催化還原NOx反應中表現(xiàn)出較好的催化活性，催化劑的焙燒溫度對其NOx脫除(De

6、NOx)性能有很大的影響。采用XRD，UV-vis和FTIR等技術對經過350℃和800℃焙燒的Co/Al2O3以及Al2O3載體進行表征，結果表明：在350℃焙燒的催化劑上，鈷主要以Co3O4形式存在，Co3O4與Al2O3之間的相互作用較弱。提高焙燒溫度至800℃能夠使C0304粒子進入Al2O3的品格內，導致形成鈷鋁尖晶石。結合DRIFTS結果表明：在無氧條件下，Co3O4粒子能夠分別促進NO和C2H4發(fā)生氧化反應，生成硝酸鹽和甲

7、酸鹽物種。當過量O2存在時，Co3O4優(yōu)先催化C2H4發(fā)生直接燃燒反應。鈷鋁尖晶石物種中四面體配位的Co2+為硝酸鹽和甲酸鹽之間的反應提供活性位，并生成有機硝基物種，后者被認為是反應過程中重要的表面中間體。
　　 4.采用過渡金屬Ag對Co-ZSM-5催化劑進行改性，發(fā)現(xiàn)Ag的添加大幅提高了Co-ZSM-5催化劑對CH4選擇催化還原NO的低溫活性，并提高了催化劑的抗水性能。結合H2-TPR和UV-vis表征結果表明：金屬Ag的加