VOCs治理仍然是当前大气污染防治工作的重中之重，催化燃烧技术是公认的减污降碳技术，高效催化燃烧催化剂是该技术的关键核心。省环保集团所属省环境工程技术有限公司联合南京信息工程大学陈敏东教授和徐磊磊教授团队在复杂工况下VOCs高效净化催化剂开发方面开展了系列研究。近期，研究成果“Oxidation of Toluene over the Pt-Embedded Mesoporous CeO₂ Hollow Nanospheres with Advanced Catalytic Performances”发表在无机化学领域权威期刊、Nature Index期刊《Inorganic Chemistry》。该研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发项目、江苏省自然科学基金-青年项目等资助。

　　亮点 

　　采用简易一锅水热法制备的Pt嵌入介孔二氧化铈空心球复合材料可以在175℃下实现90%的甲苯转化率。 

　　系统研究了制备方法和Pt含量对甲苯氧化性能的影响。 

　　Pt纳米颗粒的嵌入过程在产生氧空位和激活氧的表面化学吸附中起着关键作用。 

　　利用原位漫反射红外傅里叶变换光谱技术对甲苯氧化反应中间体进行了研究。 

　　主要内容 

　　在本研究中，通过一锅水热法成功制备了Pt嵌入介孔二氧化铈空心球催化剂。研究发现，高分散性的Pt纳米颗粒与周围自组装的CeO₂纳米颗粒之间的协同作用是提高催化活性的重要因素。自组装的CeO₂纳米颗粒中相对均匀分布的Pt纳米颗粒可以形成多孔的纳米结构，从而有助于产生大量的活性位点，使空间限域的甲苯分子容易进入活性位点，促进甲苯氧化过程。结果表明，一锅水热法制备的Pt基催化剂具有较大的比表面积以及空心结构，不仅使得反应物分子易于扩散和产物较快转移从而有利于进行反应，在后续甲苯氧化反应中有效防止结构破坏和金属Pt活性位点的过度氧化。综上所述，在设计和制备高效贵金属VOCs氧化催化剂时，必须考虑催化剂的形貌结构和贵金属含量的重要作用。

　　该成果由崔岩博士在中国环境科学学会举办的第30届大气环境科学与技术会议暨大气污染防治技术研讨会的挥发性有机物（VOCs）污染防治技术分会场以“铈基纳米球材料的构建及其催化氧化VOCs性能研究”为题作报告。

　　崔岩，南京信息工程大学博士，工程师，省环保集团环境技术研究院大气污染控制技术及装备科技创新团队技术骨干，主要从事新型环境催化材料开发、VOCs催化净化、异味废气深度治理、温室气体CO₂资源化利用等方面研究。近五年来，在Fuel、Catal. Sci. Technol.、Appl. Catal. B: Environ.等环境、催化、能源以及材料等领域发表SCI论文30余篇，其中以第一作者或通讯作者发表论文11篇，申请或授权国家发明专利11项，主持江苏省自然科学基金-青年项目1项。 

　　大气污染控制技术及装备科技创新团队是由江苏省“双创人才”领衔，专业从事大气污染控制的技术研发及成果转化团队，在VOCs吸附催化功能材料、臭氧催化氧化技术及多污染物协同净化技术装备等方面取得多项研究成果和工程应用。团队获得南京市企业专家工作室、江苏省双创计划等省市重点人才项目资助；主持或参与各类科研项目近10项，发表SCI论文20余篇，申请和授权发明专利20余项，完成近百余家企业排查，10余项废气治理设计和EPC项目；主导开发的技术装备入选省市级先进技术目录，技术成果“复杂工况含VOCs废气多级耦合深度净化技术及应用”获得2024年度江苏省环境科学学会环境保护科学技术奖二等奖。