协同催化挥发性有机物混合物净化研究取得进展

工业废气中多种挥发性有机物（VOCs）在催化燃烧过程中常因相互抑制效应导致净化效率下降，制约了催化燃烧技术的推广应用。

针对这一问题，中国科学院城市环境研究所研究员邓华研究团队采用载体缺陷调控方法（高温氢还原晶型转换TiO₂载体，TiO₂-800），构建了富含氧空位簇且贵金属与载体具强相互作用的0.6Pt/TiO₂-800催化剂。与传统0.6Pt/TiO₂-Rutile（同晶型同贵金属负载）相比，0.6Pt/TiO₂-800在常见甲苯、丙酮混合VOCs催化燃烧中，实现了从抑制效应到协同促进的逆转。通过实验联合理论计算表明，TiO₂载体富集的氧空位簇促进了TiO₂向Pt纳米颗粒转移电子，有效稳定了低价态Pt⁰物种，从而提升了催化活性。相较于完美TiO₂载体，氧空位团簇调制的Pt颗粒更有利于VOCs和氧气的吸附活化。

    该研究通过实验与理论计算相结合，阐明了Pt-TiO₂界面电子相互作用机制与催化性能之间的内在联系，不仅加深了对金属-载体协同效应的理解，也为破解混合VOCs协同净化中的相互抑制效应提供了思路，对推动工业VOCs治理技术的升级具有理论价值与应用前景。

相关研究成果以Tuning Pt-TiO₂ Interactions to Switch Inhibition to Synergy in Toluene–Acetone Mixture Combustion为题，发表在《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）上。研究工作得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金等的支持。

论文链接

Pt/TiO₂催化剂的协同催化VOCs混合物性能及其结构特征分析