天然气较煤和石油相比是更为清洁的能源，其作为动力燃料应用于燃气发电厂和天然气汽车等领域，但应用过程中未完全燃烧的甲烷排放到大气会污染环境。催化燃烧技术是对低浓度甲烷净化处理的有效措施，钯基催化剂在甲烷燃烧中呈现良好活性，但其在高温下易团聚烧结，在水汽、SO2等气氛下易中毒失活。针对这一技术难题，研究团队开展高效稳定钯基催化剂的设计研究。近日，在前期工作(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, 14, 16233-16244；J. Cleaner Prod., 2023, 385: 135744)的基础上，取得重要进展，研究结果《Key factors for methane combustion over palladium-based catalysts revealed by enhanced and depressed catalytic performance 》发表在《Applied Catalysis B: Environmental》。发现富锡和富锆的二元锡锆氧化物制备的负载钯催化剂，其低温活性、耐水性具有明显差异。以特定锡锆物质量比制备负载钯催化剂，锡锆固溶体的形成产生更多的氧空位，PdO物种的晶格氧活性高，其展现出优良的低温活性、热稳定性以及抗水性能。然而，含锆载体制备的催化剂经硫化和再生处理后，硫酸盐的生成会使得氧空位减少，抑制了PdO与晶格氧、气相氧的氧交换，钯粒子易于烧结。而纯锡载体催化剂与硫相互作用较弱，再生性能好。通过调变载体组成，获得了氧移动性好、耐硫性能高、高效稳定的钯基催化剂。
该论文福建师范大学化学与材料学院为第一完成单位，团队教师林佳为第一作者，郑瑛教授为通讯作者。感谢国家自然科学基金面上项目和国家基金青年项目的资助，以及福州大学化肥催化剂国家工程研究中心测试平台的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.123283