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非貴金屬催化劑首次在揮發性有機化合物(VOCs)處理領域實現工業應用，填補了國內空白。近日，由南京工業大學和長華化學科技股份有限公司自主研發的“稀土改性非貴金屬體系VOCs燃燒催化劑的制備及應用技術”項目通過江蘇省化工行業協會的科技成果鑒定。鑒定委員會認為，該項目研制的非貴金屬體系VOCs燃燒催化劑及規模化制備技術、VOCs處理成套工藝技術處于國際先進水平，為化工、制藥、染料、印刷等行業的VOCs治理提供了技術支撐，具有廣闊的應用前景。

替代貴金屬催化劑

催化劑技術是當今高新技術之一，也是能產生巨大經濟和社會效益的技術，被廣泛應用于VOCs脫除、汽車尾氣凈化、脫硫脫硝等領域。

該項目的總負責人、南京工業大學化工學院管國鋒教授介紹說：“發達國家國民經濟總產值的20%~30%直接來自于催化劑和催化反應，化工產品生產過程中，85%以上的反應都是在催化劑作用下進行的。VOCs在大氣污染中扮演著重要角色，易對環境造成極大污染，嚴重影響人體健康。”針對國家對環境和空氣治理的迫切需求，項目組進行了催化燃燒處理VOCs技術的研發，希望為環境保護事業貢獻力量。

2007年左右，項目組就開始非貴金屬催化劑的研究。項目組成員南京工業大學化工學院萬輝教授表示，基于稀土元素Ce較強的儲釋氧能力，以廉價的Co、Mn等非貴金屬為活性組分，調控Co、Mn等活性組分的組成、晶相與暴露晶面，實現了催化劑活性組分、涂層和載體之間的高效協同，提升了催化劑性能。“我們創制的非貴金屬催化劑，不僅高效、性價比高，而且環境友好，成本降低45%，能實現對價格昂貴的進口貴金屬催化劑的有效替代。” 萬輝介紹說。

各類VOCs協同脫除

為了有效降低VOCs起燃溫度，提高VOCs的脫除效率，項目組創造性地構建了具有多活性中心的高性能催化材料。

“我們通過調控催化劑的化學組成、離子價態、孔結構、分散狀態等，降低了低濃度有機物氧化反應活化能和起燃溫度，空速30000h-1時醋酸甲酯起燃溫度小于25℃。”據萬輝介紹，催化劑能夠實現含氧烴類、芳烴類、醇類、酯類、酮類等不同類型VOCs的協同高效脫除，脫除效率大于99%。

建成工業化處理裝置

“催化劑在使用過程中，常會因為涂覆不均勻或活性組分脫落，造成催化效率降低。為了提升催化劑的脫除效率和使用壽命，我們開發了催化劑的規模化制備技術。” 萬輝介紹說，項目組通過添加新型分散劑，實現活性組分在涂層漿料中的高度均勻分散，引入新型黏結劑提升催化劑活性組分、涂層與載體之間的結合強度。在此基礎上，他們還開發了催化劑的分層涂覆技術，實現催化劑的定向、定量涂覆，并在長華化學科技股份有限公司建成了工業化處理裝置。

據長華化學科技股份有限公司仇光宇經理介紹，VOCs處理工業化裝置投入使用后，每年減排VOCs375噸，處理后的廢氣符合國家排放標準。“傳統的化學工業也在朝著低污染甚至無污染的綠色方向發展。我們此次研發的高效、性價比高、環境友好的非貴金屬催化劑為化工行業的VOCs治理提供了新思路，深得市場青睞。”仇光宇表示。

2020年7月15日《中國化工報》第2版：http://124.207.49.121/pc/page.do?pName=zghgb&pDate=20200715

《中化新網》：http://www.ccin.com.cn/detail/b73cf97398a1f60d28601da70b313d9e/news