火焰喷雾热解制Pd-Pt/CeO_(2)催化甲烷燃烧的性能研究

火焰喷雾热解法(FSP)是一种简单、快速、可规模化制备纳米催化剂的技术。通过火焰喷雾热解法合成CeO_(2)和Pt-CeO_(2)载体、Pd-Pt-CeO_(2)催化剂,采用浸渍法在CeO_(2)和Pt-CeO_(2)载体分别沉积Pd-Pt和Pd而制得Pd-Pt双金属催化剂,并考察其甲烷催化燃烧性能。利用ICP、XRD、TEM、BET、H_(2)-TPR、XPS和Raman对催化剂的物化性质进行分析。TEM结果表明,Pd-Pt/CeO_(2)催化剂中Pd和Pt物种高分散于CeO_(2)载体。相比于一步法(one step)制得的Pd-Pt-CeO_(2)(OS-FSP)催化剂,共浸渍法制得Pd-Pt/CeO_(2)(0.25)-WI的催化活性更高,其t_(50)降低了60℃,且稳定运行60 h而没有明显失活。这归因于Pd-Pt/CeO_(2)(0.25)-WI催化剂表面上Pd^(0)/Pd^(2+)和Ce^(3+)/Ce^(4+)物质的量比更高、晶格氧更多,进而导致其具有良好的甲烷催化燃烧性能。

甲烷催化燃烧钯基催化剂研究进展

在“碳中和”和“碳达峰”背景下,甲烷无约束排放问题受到世界各国的极大关注。甲烷催化燃烧可在较低温度下将甲烷完全转化为二氧化碳,是一种高效、环保的净化技术。Pd基催化剂因具有良好的催化性能而应用于甲烷催化燃烧反应,但其催化寿命仍不能满足工业化应用要求。基于目前对甲烷催化燃烧反应的研究,结合2019—2023年发表的以“methanecombustion”为关键词的论文,对目前活性Pd物种(Pd、Pd^(δ+)、PdO和PdO-Pd)、载体种类(Al_(2)O_(3)、CeO_(2)和分子筛)以及催化剂稳定性(抗烧结、抗水蒸气和抗SOx与H_(2)S性能)的研究现状进行了总结,对甲烷催化燃烧的研究前景进行了展望,有助于推进环境的可持续发展和节能减排的目标。