新一代非貴金屬燃燒催化劑實現工業示范應用

　　近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王勝團隊開發出新一代非貴金屬整體結構燃燒催化劑，并實現了規模化生產。該催化劑分別在山西1000Nm3/h通風瓦斯催化氧化工業側線試驗裝置和貴州10000 Nm3/h含氧煤層氣催化脫氧工業裝置上實現穩定運行。在實際工況下，催化劑甲烷氧化起燃溫度低于300 ℃；在400至420℃、氣體空速10000h-1的條件下，甲烷或氧氣轉化率穩定在90%以上，已完成連續穩定運行1100小時。該技術可實現甲烷或氧氣完全轉化，其催化性能可媲美傳統貴金屬催化劑，并在抗中毒、低溫穩定性等關鍵指標上表現出優勢。

　　非貴金屬燃燒催化劑應用于工業裝置。大連化物所供圖

　　非貴金屬燃燒催化劑的開發突破了催化燃燒技術對貴金屬資源的依賴，降低了催化劑成本，提升了技術經濟性和市場競爭力。該催化劑在含硫、水蒸氣等復雜工業氣氛下仍具有良好的結構穩定性和抗中毒性能，展現出良好的工業適應能力。同時，該催化劑對于乙烷、丙烷及其他揮發性有機物（VOCs）的催化燃燒也表現出較好的催化氧化活性和水熱穩定性，具有廣闊的應用前景。

　　催化燃燒技術是實現含一氧化碳、VOCs及甲烷廢氣超低排放，以及瓦斯、天然氣等燃料高效利用的重要技術途徑之一。本工作中，團隊圍繞催化劑表界面精準調控，構建了多尺度活性位點設計與調控方法，實現了活性位點電子結構、幾何構型及金屬—載體相互作用的協同優化，提升了催化劑的本征活性及耐水、耐硫穩定性。團隊在一氧化碳協同凈化及甲烷催化氧化等方面取得了一系列研究成果。基于上述研究成果開發的貴金屬燃燒催化劑已應用于數十套一氧化碳和VOCs催化凈化工業裝置，實現了基礎研究與工程應用的有效貫通。

　　該非貴金屬燃燒催化劑的工業示范驗證了其在真實工況下的可靠性，展示了其在降低成本、節約戰略資源和減少污染物排放等方面的價值。未來，該非貴金屬催化劑有望為甲烷及VOCs催化燃燒領域提供新的技術路線，推動低成本、高可靠性催化燃燒技術的規模化應用。