催化燃烧甲苯反应中催化剂硫中毒过程及机理研究进展

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)排放量大,来源广泛且种类繁多。催化燃烧法作为最高效的治理技术之一,其技术核心“催化剂”备受关注。然而,当VOCs中含有微量或痕量的硫物种时,会使催化剂硫中毒,导致其活性和寿命大幅度降低。因此,如何提高催化剂的耐硫性,研究催化降解VOCs过程中的硫中毒过程及机理,对于开发性能优异的催化剂至关重要。用于VOCs催化降解的催化剂主要以γ-Al_(2)O_(3)、Beta分子筛和柱撑黏土为载体,以过渡金属氧化物及贵金属为反应活性中心。通过原位硫酸铵热分解法引入定量的硫物种,得到了一系列不同硫中毒程度的催化剂。利用甲苯催化燃烧作为探针反应,研究了硫中毒前后催化剂的孔结构、氧化性、酸性等变化。结合活性组分的永久性硫中毒,明确了催化剂结构与催化燃烧VOCs性能之间的构效关系,深入理解了硫中毒过程及机理。总结近年来本课题组在该领域的研究成果,为构筑高性能催化燃烧含硫VOCs催化剂的研发提供启发,为实现复杂反应体系的工业化应用提供理论和技术基础。