低负载量铂催化剂转化甲醇燃烧活性的研究
催化燃烧是处理挥发性有机废弃物(VOCs)的有效方式之一,也是一种高效利用燃料的途径.与普通火焰燃烧相比,催化燃烧主要具有以下优点:1)起燃温度低,易实现稳定燃烧;2)有利于提高燃烧效率,降低污染物的排放;3)可在较大的燃气比范围内使用;4)噪音低.正因如此,催化燃烧技术已引起学术界和工业界的普遍重视.甲醇作为一种低碳化合物,不仅是许多工业废气的重要组成,还是一种高效的液体燃料,因此,对甲醇催化燃烧进行研究具有重要的意义.但目前这方面的研究还相对较少.现有的甲醇催化燃烧催化剂主要包括非贵金属催化剂和负载型贵金属催化剂两大类.如Parus等制备了V2O5/TiO2、MoO3/TiO2过渡性金属氧化物催化剂,该催化剂上甲醇的起燃温度分别为170℃和230℃.Das等通过离子交换法制备了Mn(Ⅲ)/TiP催化剂上,该催化剂上甲醇的起燃温度为150℃,T99(转化率为99%时的温度)高达260℃.可见,非贵金属催化剂的甲醇催化燃烧活性较低,而负载型贵金属催化剂则可以克服这一弱点.
上海大学张春等人以铂为活性组分，氧化铝颗粒、单晶硅片及单晶硅片支撑的氧化铝薄膜为载体，制备了甲醇室温催化燃烧催化剂，研究了载体种类、载体性质、制备方法及铂负载量对催化剂活性的影响。结果表明，所制备的催化剂均可使甲醇在室温下燃烧；作为甲醇燃烧催化剂的载体，氧化铝优于单晶硅，薄膜状氧化铝优于颗粒状氧化铝。当载体种类和性质均相同时，化学分散法制备的催化剂活性高于磁控溅射法。就活性组分而言，增大其负载量并不一定能提高催化活性，实验中，当铂的负载量下降两个数量级后，单位质量铂上甲醇的转化量提高了26倍。