鐵基薄膜催化劑清潔應用研究取得新進展

揮發性有機化合物(VOCs)被普遍認為是引起全球空氣汙染的主要因素。VOCs組分各異,主要形成於化工、電力和醫藥植物、機動車輛和飛機尾氣、加油站、石油精煉、印刷、食品加工、汽車以及紡織製造業等工業製作及運輸過程。到2020年,中國的VOCs排放量預計將比2005年增長49%。因此,目前除了對VOCs排放進行嚴格控制外,迫切需要開發和應用高效脫除VOCs的方法和技術。

中國科學院工程熱物理研究所新技術實驗室燃燒化學團隊採用脈衝霧化熱蒸發化學氣相沉積(PSE-CVD)法制備了一系列高活性低成本的鐵基過渡金屬氧化物薄膜催化劑,並將其應用於工業廢氣模型組分(C2H2+CO)的催化脫除上。

結果表明PSE-CVD能製備出物相可控的鐵氧化物,且物相與形貌緊密相關。利用課題組發展的發射傅立葉紅外變換光譜測得Fe-O的伸縮振動特徵峰位於455和530波數,鐵氧化物的程序升溫還原特性順序為Fe2O3→Fe3O4→FeO。

從催化測試結果可以看出,鐵基薄膜具有優異的催化性能,具有廣闊的應用前景。此外,量化計算結果指出CO等分子在鐵氧化物表面反應過程中,與吸附氧反應的能壘最低,表面LH和ER機理比氧化還原反應機理(MvK)更加合理.


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