近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员王胜团队开发出新一代非贵金属整体结构燃烧催化剂，并实现了规模化生产。该催化剂分别在山西1000Nm3/h通风瓦斯催化氧化工业侧线试验装置和贵州10000 Nm3/h含氧煤层气催化脱氧工业装置上实现稳定运行。在实际工况下，催化剂甲烷氧化起燃温度低于300 ℃；在400至420℃、气体空速10000h-1的条件下，甲烷或氧气转化率稳定在90%以上，已完成连续稳定运行1100小时。该技术可实现甲烷或氧气完全转化，其催化性能可媲美传统贵金属催化剂，并在抗中毒、低温稳定性等关键指标上表现出优势。
非贵金属燃烧催化剂应用于工业装置。大连化物所供图
非贵金属燃烧催化剂的开发突破了催化燃烧技术对贵金属资源的依赖，降低了催化剂成本，提升了技术经济性和市场竞争力。该催化剂在含硫、水蒸气等复杂工业气氛下仍具有良好的结构稳定性和抗中毒性能，展现出良好的工业适应能力。同时，该催化剂对于乙烷、丙烷及其他挥发性有机物（VOCs）的催化燃烧也表现出较好的催化氧化活性和水热稳定性，具有广阔的应用前景。
催化燃烧技术是实现含一氧化碳、VOCs及甲烷废气超低排放，以及瓦斯、天然气等燃料高效利用的重要技术途径之一。本工作中，团队围绕催化剂表界面精准调控，构建了多尺度活性位点设计与调控方法，实现了活性位点电子结构、几何构型及金属—载体相互作用的协同优化，提升了催化剂的本征活性及耐水、耐硫稳定性。团队在一氧化碳协同净化及甲烷催化氧化等方面取得了一系列研究成果。基于上述研究成果开发的贵金属燃烧催化剂已应用于数十套一氧化碳和VOCs催化净化工业装置，实现了基础研究与工程应用的有效贯通。
该非贵金属燃烧催化剂的工业示范验证了其在真实工况下的可靠性，展示了其在降低成本、节约战略资源和减少污染物排放等方面的价值。未来，该非贵金属催化剂有望为甲烷及VOCs催化燃烧领域提供新的技术路线，推动低成本、高可靠性催化燃烧技术的规模化应用。
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