碳基催化劑最新研究進展（錳基催化劑催化燃燒揮發性有機化合物研究獲進展）

2023-04-21 14:46:17

揮發性有機化合物（VOCs）是造成大氣複合汙染的重要前體物之一。催化氧化技術具有效率高、能耗低的優點，是可行的VOCs去除技術之一。鉑、鈀等貴金屬催化劑是最成熟的VOCs燃燒催化劑，但其來源稀缺、成本高昂限制了大規模應用。錳氧化物（MnOx）具有豐富的自然資源、易調節的物理化學性質和環境友好的特性，是替代貴金屬催化劑的理想選擇。

近期，中國科學院城市環境研究所研究員賀泓團隊開發出一種以尿素水解驅動高錳酸鉀同步還原的均勻沉澱法。通過簡單調節均勻沉澱反應的時間和溫度，該方法可獲得不同形貌的α-MnO2納米材料，包括納米線、納米棒和納米顆粒。活性測試實驗證實，優選的α-MnO2納米顆粒催化劑可在190℃、78000h-1高空速條件下，長時間內完全氧化乙酸乙酯，其活性和穩定性均優於其他已報導的錳氧化物催化劑和典型的貴金屬催化劑。多種表徵實驗與第一性原理計算一致表明，α-MnO2(2 1 1)晶面上的高活性氧物種是提高催化性能的關鍵。

該研究用簡易的製備方法成功控制了MnOx催化劑的形貌和晶面，為更好理解錳基催化劑的構效關係和指導高性能催化劑開發提供了參考。

相關成果發表在Chemical Engineering Journal上。研究得到政府間國際科技創新合作重點專項、國家自然科學基金和中科院青年創新促進會等項目的支持。

均勻沉澱法製備不同晶面的α-MnO2

來源：中國科學院城市環境研究所