商用Pd/CZ三效催化剂

抗热老化与硫暴露

这项研究阐明了商用Pd/CeO2-ZrO2三效催化剂在热老化和硫暴露下CH4燃烧性能退化的机制，并发现硫酸盐化虽然促进CH4和O2的活化，但会阻塞晶格氧的传输，从而影响催化剂的实际使用寿命。

Yang, Weiwei · Kim, Mi-young · Polo-Garzon, Felipe · Jian, Gong · Jiang, Xiao · Huang, Zhennan · Miaofang, Chi · Yu, Xinbin · Wang, Xiang · 郭彦炳 · Wu, Zili

Chemical Engineering Journal 2023

技术优势

揭示失活机理

通过18O2标记实验确定CH4燃烧遵循MvK机理，晶格氧是关键，热老化导致Pd物种重构和载体还原性下降，硫暴露形成硫酸盐阻塞晶格氧传输。

阐明硫的双重作用

硫暴露形成的Pdδ+-(SO42-)δ-和Ce3+-VO界面偶促进CH4和O2的活化，但硫酸盐同时阻塞晶格氧从体相到表面的交换和表面传输，促进作用被抵消。

贴近真实工况

使用商用整体式蜂窝催化剂，并模拟实际运行：先台架热老化，再在化学计量天然气发动机上于高硫燃料中运行。

应用场景

• 天然气车尾气净化：理解商用催化剂在热老化和硫暴露下的失活机理，为延长使用寿命提供指导。
• 天然气发动机后处理：预测催化剂在实际发动机后处理系统中的寿命使用曲线，优化运行策略。
• 甲烷催化燃烧：阐明CH4燃烧的MvK机理和晶格氧作用，识别硫暴露对活化和传输的双重影响。