介紹一下催化燃燒RCO/CO中的貴金屬催化劑

近年來(lái)，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展和人口的快速增加，排放到空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)廢氣急劇增多，已成為導(dǎo)致大氣污染的主要原因，嚴(yán)重危害人類的健康，制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

尋求合理有效的治理技術(shù)來(lái)解決VOCs 污染問(wèn)題，已經(jīng)迫在眉睫。催化燃燒技術(shù)（含RCO/CO）是實(shí)現(xiàn)VOCs 高效燃燒的一種處理技術(shù)，因具有起燃溫度低、處理效率高和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在VOCs 凈化處理過(guò)程中顯示出了極大的競(jìng)爭(zhēng)力。
催化燃燒技術(shù)的核心問(wèn)題在于高效、穩(wěn)定催化劑的設(shè)計(jì)和制備，貴金屬催化劑具有較高的催化活性和選擇性，但由于資源稀缺，價(jià)格昂貴，這類催化劑通常負(fù)載在載體上，作為負(fù)載型催化劑被用于VOCs的催化燃燒。一方面提高了貴金屬的分散性，減少其用量，降低催化劑成本，另一方面可發(fā)揮貴金屬與載體之間的協(xié)同作用，進(jìn)而改善催化劑的催化性能。

貴金屬催化劑通常以Pt、Pd、Au 等金屬作為活性組分，其中對(duì)Pt、Pd 的研究起步較早。僅對(duì)貴金屬催化劑做科普性簡(jiǎn)要介紹。

一、Pt 催化劑
Pt 催化劑對(duì)VOCs 的催化燃燒具有較高的催化活性，在作為負(fù)載型催化劑時(shí)，其活性往往受多種因素的影響，如載體的性質(zhì)、顆粒尺寸以及Pt 的負(fù)載量等。由于載體的比表面積、孔結(jié)構(gòu)、酸堿度以及疏水性等，通常對(duì)活性組分的分散性、反應(yīng)物分子的吸附作用和金屬-載體之間相互作用等均有著較大的影響，使得載體的性質(zhì)在很大程度上決定了負(fù)載型Pt 催化劑的催化活性；因此，載體的不同，會(huì)導(dǎo)致負(fù)載型Pt 催化劑表現(xiàn)出不同的VOCs 催化燃燒活性。

總體上看，Pt 催化劑對(duì)苯、甲苯具有較高的催化燃燒活性，在處理含氯VOCs 時(shí)有更高的CO2選擇性，但難以催化氧化乙酸乙酯，且易受CO 中毒的影響。
二、Pd 催化劑
與 Pt 催化劑相比，Pd 催化劑有著更好的穩(wěn)定性，且價(jià)格相對(duì)低廉；在一定條件下，Pd 催化劑擁有比Pt、Au 催化劑更高的催化活性。

因此，Pd 催化劑在VOCs 催化燃燒領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
三、Au 催化劑
在催化領(lǐng)域，Au 是一種對(duì)氧和氫呈現(xiàn)惰性的金屬。相比于Pd 和Pt，Au 與吸附物間的作用力更為適中，在某些條件下能獲得遠(yuǎn)優(yōu)于Pt、Pd 催化劑的效果。

自從發(fā)現(xiàn)納米Au 催化劑具有良好的CO 催化氧化活性后，將Au 作為活性組分的催化劑成為了人們研究的熱點(diǎn)。
四、雙組分貴金屬催化劑
眾多研究表示，向單組分貴金屬催化劑中添加另一貴金屬組分，可促進(jìn)電子的流動(dòng)和表面氧的生成，影響顆粒粒徑和電子結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了比單組分貴金屬催化劑更優(yōu)異的催化活性。

據(jù)了解，目前過(guò)渡金屬改性的貴金屬催化劑和Pt-Pd、Pd-Au 等雙組分貴金屬催化劑是該方向的研究熱點(diǎn)。對(duì)貴金屬催化劑載體的研究通常涉及載體孔結(jié)構(gòu)和酸性的調(diào)控，孔結(jié)構(gòu)影響了組分分散度和分布形式，載體的酸性位強(qiáng)化了分子的吸附裂化，卻也易導(dǎo)致積碳的生成。

此外，部分催化材料還產(chǎn)生了載體－金屬的強(qiáng)相互作用，組分的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，影響了催化劑的反應(yīng)活性。盡管貴金屬有起燃溫度低、催化活性高等優(yōu)勢(shì)，實(shí)際應(yīng)用中，貴金屬催化劑仍存在易受S、P、Cl 等元素中毒的問(wèn)題。因此，研究多組分VOCs 的催化燃燒，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域具有重要的意義。
來(lái)源：北極星VOCs在線