亚纳米Pd/S-1催化剂催化乏风瓦斯燃烧性能研究

煤矿开采导致乏风瓦斯的大量排出,不仅对环境造成较大影响,而且与我国“双碳”理念相违背。本研究通过一锅水热法制备了一种封装在Silicalite-1分子筛载体中的亚纳米Pd团簇催化剂。通过XRD、BET、SEM、XPS和TEM对催化材料的物相组成、孔结构参数、微观形貌、元素化学态以及活性组分Pd的存在状态进行表征,探讨了活性组分负载量、空速和反应温度对催化性能的影响。研究结果表明:采用一锅水热法成功将Pd团簇封装在Silicalite-1分子筛载体孔道内,制备出高分散度的亚纳米Pd团簇催化剂;随着Pd负载量的增加,催化性能呈现先升高后降低的趋势,这是由于Pd原子间产生团聚效应,导致部分Pd原子被包覆,降低了活性组分与反应物间的接触面积;以Silicalite-1分子筛为载体,可以促进活性位点骨架氧向表面羟基转化,有助于甲烷催化氧化。对比现有甲烷催化氧化工艺,本研究制备的催化剂具有催化活性高、制备方法简单、处理成本低等优点。