发布时间：2018-12-28
挥发性有机化合物（VOCs）是一类具有毒性，且对环境和人体健康产生危害的大气污染物，故引起国内外的广泛关注。低温催化氧化法是国内外普遍认可的有效净化VOCs的方法，在气固催化燃烧体系中，催化剂的高活性及长寿命一直以来备受研究者关注。活性金属高分散于催化剂表面是提高催化剂重要手段之一，但是由于催化剂形成过程中所经受的高温煅烧极易导致催化剂表面活性金属位点发生团聚和烧结现象，进而导致催化剂催化特性如活性或寿命大幅度降低。
近日，天津大学环境学院“大气环境与生物能源团队”（http://catalysis.tju.edu.cn/）通过设计具有高分散活性位点的微观结构，开发了一系列非贵金属催化剂，不仅解决了催化剂起火温度高的关键技术问题，还解决了催化燃烧过程中催化剂寿命低、耐水性差的技术难点。研究人员通过改性共沉淀法制备了系列钴铝，锰铝，钴锰等层状复合金属氧化物型催化剂，并以较难断键的碳氧双键型VOCs（丙酮和乙酸乙酯）作为探针分子来检测催化剂的催化性能。研究结果（Chemosphere, 2018, 204, 257-266；Chemosphere, 2019, 895-906；Journal of Chemical Technology and Biotechnology, DOI:10.1002/jctb.5868）表明，层状复合属氧化物中引入的高锰酸钾使得改性前的催化剂的活性和寿命大幅提高，循环使用四次后的催化剂对丙酮和乙酸乙酯的90%转化率时的温度仍旧保持在173℃（丙酮）和176℃（乙酸乙酯）。针对这一现象，研究人员做了系列表征测试，对催化燃烧机理进行详细的阐释。
该类廉价高效催化剂体系的构建不仅对控制治理VOCs排放具有推进作用，而且对非均相催化氧化催化剂的设计具有重要的指导性作用。
（撰稿人：赵倩；编辑：李云飞）
