近日，邢卫红和仲兆祥老师课题组在Chemical Engineering Journal上发表了题为“One-pot in situ synthesis of Cu-SAPO-34/SiC catalytic membrane with enhanced binding strength and chemical resistance for combined removal of NO and dust”的研究论文，解决了SiC催化膜在应用过程中催化剂和SiC载体结合强度差，以及SiC陶瓷膜在过滤复杂气相污染物过程中易受化学侵蚀的问题。研究人员利用SiC陶瓷膜高温煅烧过程中产生的SiO₂作为部分硅源，促进了Cu-SAPO-34分子筛在SiC支撑体上的原位生长。利用SiC催化膜的膜层截留粉尘，支撑体中的Cu-SAPO-34催化降解氮氧化物，实现了对粉尘和氮氧化物的协同治理。探究了不同制备方式（一步水热法和二步离子交换法）对SiC催化膜催化和分离性能的影响，通过表征分析证实一步法制备的SiC催化膜具有更多的孤立Cu²⁺以及吸附氧物种，更多的路易斯酸位点和优异的氧化还原能力，因而具有更优的NO降解性能。此外，Cu-SAPO-34合成过程中消耗了SiC支撑体中的SiO₂，一方面增强了膜的机械强度，另一方面提高了催化膜的耐碱腐蚀性能。催化剂的负载对膜分离性能的影响不大，催化膜可在高效降解NO的同时具有优异的粉尘截留性能。

这项工作巧妙地利用了SiC陶瓷膜部分氧化生成的SiO₂作为部分硅源，采用一步水热法成功地在SiC支撑体上原位合成了Cu-SAPO-34(D)/SiC催化膜，显著提高了Cu-SAPO-34与SiC膜之间的结合强度。此外，SiO₂的消耗显著增强了SiC催化膜的耐化学腐蚀性，使其在复杂气相环境中具有优异的应用性能。表征结果表明，0.2 Cu-SAPO-34(D)/SiC具有大量孤立的Cu²⁺和活性氧物种、丰富的Lewis酸中心和优异的氧化还原能力，因而在制备的催化膜中具有最佳的NH3-SCR性能。尘、硝协同去除结果表明，0.2 Cu-SAPO-34(D)/SiC催化膜的NO降解率可达98%，对PM0.3具有99.99%的去除性能，并具有非常好的稳定性。这些结果优于Cu-SAPO-34(I)/SiC催化膜。该工作为制备低成本、高性能的SiC催化膜提供了一种新的策略。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130425