缺陷ZrO₂载PtOx催化剂

抗SO₂/H₂O毒化

缺陷型ZrO₂载体增强Pt物种活性并抑制其还原，甲烷燃烧催化性能超越商业Pd/Al₂O₃。

Yi-Wei, Xian · Yu-Qing, Cheng · Zhou, Qian · Yao-Dong, Hao · Lu, Liu · Zhang, Zeshu · Jia, Wenzhi · 罗孟飞 · 董林 · Tan, Wei · Chen, Jian

Applied Catalysis B: Environmental 2026

技术优势

抗SO₂/H₂O毒化

缺陷ZrO₂载体锚定PtOx并促进电子转移，使Pt物种保持高价态；这些Ptδ+位点对含硫/含水气氛不敏感，性能优于商用Pd/Al₂O₃基准催化剂。

缺陷位点提升本征活性

PtOx与ZrO₂表面缺陷位在界面处形成协同效应，促进甲烷C-H键活化与后续燃烧步骤，使Pt物种的反应性显著高于无缺陷载体上的Pt⁰。

电子转移锁定活性位

反应过程中生成的还原性中间体（如H₂、CO）通常会将Ptδ+还原为低活性Pt⁰；但PtOx向ZrO₂缺陷位转移电子，抑制了这一还原过程，使催化剂在氧化性气氛下长时间维持高活性。

应用场景

• 甲烷催化燃烧：替代Pd基催化剂用于甲烷催化燃烧，规避SO₂/H₂O毒化失活。
• VOC治理：用于含硫含水工业废气中VOC的催化氧化，延长催化剂寿命。
• 天然气发动机后处理：天然气发动机尾气含SO₂和水蒸气，该催化剂可维持高效甲烷氧化。
• SOFC阳极抗硫：缺陷ZrO₂稳定Ptδ+的策略可迁移至SOFC阳极，抑制硫中毒。