高活性和高穩定性的低溫CO氧化催化劑研究

《高活性和高穩定性的低溫CO氧化催化劑研究》是依託上海套用技術大學，由盧冠忠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高活性和高穩定性的低溫CO氧化催化劑研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：盧冠忠
• 依託單位：上海套用技術大學

項目摘要

以公路隧道、地下車庫等廢氣中的CO的室溫催化氧化為目標反應，採用理論模擬研究和實驗研究相結合的方式，研究CO在Pd基催化劑特定活性中心上的氧化機理和活性中心的結構在套用環境中受水、CO2、NOx和S化合物等的失活機理，闡明CO低溫氧化催化劑穩定性差或者活性差的原因，設計與研製負載型的Pd-Re（稀土）-O催化劑，通過對催化劑的疏水性、酸性和過渡金屬等的改性，克服Pd基催化劑在真實的環境中使用時活性下降的缺點，創製高性能和高穩定性的CO氧化催化劑，以解決CO低溫氧化催化劑穩定性差或者活性差的難題，進一步提高Pd基催化劑的低溫活性和在使用環境下的穩定性，為CO氧化催化劑的實際套用提供技術支持。

結題摘要

以公路隧道、地下車庫等空氣中的CO的室溫催化氧化為目標反應，採用理論模擬和實驗研究相結合的方式，研究了CO在Pd基催化劑活性中心上的氧化機理和活性中心的結構，催化循環，以及在套用環境中受水、CO2、NOx和S等的失活機理；設計與研製Pd-Ce-O催化材料，研究了載體（CeO2晶面、Ce-Zr-O固溶體、活性炭、氧化矽氣溶膠、碳納米管等）對催化劑物化和催化性能的影響；研究了對CO低溫氧化具有優異性能的非貴金屬Co基、Cu基催化劑，包括催化劑組成、第二非貴金屬的摻雜、製備方法、以及催化劑的失活機理；研究了CO低溫氧化催化劑的催化反應工藝和動力學參數，失活催化劑的再生技術。通過本項目的研究，提高了Pd基催化劑的活性和穩定性，創製了高性能和高穩定性的CO低溫氧化催化劑，解決了CO 低溫氧化催化劑穩定性差或活性差的難題。並以本研究的Pd基催化劑為基礎催化劑，研究了整體式蜂窩催化劑的製備技術，並在地下停車場（8000 m2，約14萬m3/h風量）進行了CO催化氧化性能的測試，經3個月的連續運行，在CO的濃度為15~20ppm時CO的轉化率保持在85~92%。同時對價格更便宜的非貴金屬催化劑進行了有效的探索，研究發現，25wt.%In2O3-Co3O4催化劑在−105℃時可以使CO完全氧化，Fe2Co8Ox催化劑在-80℃可以將CO完全氧化。這些研究成果，為後續的研究提供了有效的基礎數據。在項目的執行過程中已發表SCI收錄的論文21篇和ACS Omega論文1篇，申請中國發明專利4項，其中2項已授權。