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[中國(guó)化工報(bào)]非貴金屬催化劑首用于VOCs治理
時(shí)間：2020-07-15
來(lái)源：
作者：
攝影： 編輯：趙蕾
非貴金屬催化劑首次在揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)處理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。近日，由南京工業(yè)大學(xué)和長(zhǎng)華化學(xué)科技股份有限公司自主研發(fā)的“稀土改性非貴金屬體系VOCs燃燒催化劑的制備及應(yīng)用技術(shù)”項(xiàng)目通過(guò)江蘇省化工行業(yè)協(xié)會(huì)的科技成果鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該項(xiàng)目研制的非貴金屬體系VOCs燃燒催化劑及規(guī)模化制備技術(shù)、VOCs處理成套工藝技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平，為化工、制藥、染料、印刷等行業(yè)的VOCs治理提供了技術(shù)支撐，具有廣闊的應(yīng)用前景。
替代貴金屬催化劑
催化劑技術(shù)是當(dāng)今高新技術(shù)之一，也是能產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于VOCs脫除、汽車(chē)尾氣凈化、脫硫脫硝等領(lǐng)域。
該項(xiàng)目的總負(fù)責(zé)人、南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院管?chē)?guó)鋒教授介紹說(shuō)：“發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的20%~30%直接來(lái)自于催化劑和催化反應(yīng)，化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，85%以上的反應(yīng)都是在催化劑作用下進(jìn)行的。VOCs在大氣污染中扮演著重要角色，易對(duì)環(huán)境造成極大污染，嚴(yán)重影響人體健康?！贬槍?duì)國(guó)家對(duì)環(huán)境和空氣治理的迫切需求，項(xiàng)目組進(jìn)行了催化燃燒處理VOCs技術(shù)的研發(fā)，希望為環(huán)境保護(hù)事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
2007年左右，項(xiàng)目組就開(kāi)始非貴金屬催化劑的研究。項(xiàng)目組成員南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院萬(wàn)輝教授表示，基于稀土元素Ce較強(qiáng)的儲(chǔ)釋氧能力，以廉價(jià)的Co、Mn等非貴金屬為活性組分，調(diào)控Co、Mn等活性組分的組成、晶相與暴露晶面，實(shí)現(xiàn)了催化劑活性組分、涂層和載體之間的高效協(xié)同，提升了催化劑性能?！拔覀儎?chuàng)制的非貴金屬催化劑，不僅高效、性?xún)r(jià)比高，而且環(huán)境友好，成本降低45%，能實(shí)現(xiàn)對(duì)價(jià)格昂貴的進(jìn)口貴金屬催化劑的有效替代?！?萬(wàn)輝介紹說(shuō)。
各類(lèi)VOCs協(xié)同脫除
為了有效降低VOCs起燃溫度，提高VOCs的脫除效率，項(xiàng)目組創(chuàng)造性地構(gòu)建了具有多活性中心的高性能催化材料。
“我們通過(guò)調(diào)控催化劑的化學(xué)組成、離子價(jià)態(tài)、孔結(jié)構(gòu)、分散狀態(tài)等，降低了低濃度有機(jī)物氧化反應(yīng)活化能和起燃溫度，空速30000h-1時(shí)醋酸甲酯起燃溫度小于25℃?！睋?jù)萬(wàn)輝介紹，催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)含氧烴類(lèi)、芳烴類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)等不同類(lèi)型VOCs的協(xié)同高效脫除，脫除效率大于99%。
建成工業(yè)化處理裝置
“催化劑在使用過(guò)程中，常會(huì)因?yàn)橥扛膊痪鶆蚧蚧钚越M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(kāi)發(fā)了催化劑的規(guī)模化制備技術(shù)?！?萬(wàn)輝介紹說(shuō)，項(xiàng)目組通過(guò)添加新型分散劑，實(shí)現(xiàn)活性組分在涂層漿料中的高度均勻分散，引入新型黏結(jié)劑提升催化劑活性組分、涂層與載體之間的結(jié)合強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，他們還開(kāi)發(fā)了催化劑的分層涂覆技術(shù)，實(shí)現(xiàn)催化劑的定向、定量涂覆，并在長(zhǎng)華化學(xué)科技股份有限公司建成了工業(yè)化處理裝置。
據(jù)長(zhǎng)華化學(xué)科技股份有限公司仇光宇經(jīng)理介紹，VOCs處理工業(yè)化裝置投入使用后，每年減排VOCs375噸，處理后的廢氣符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。“傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)也在朝著低污染甚至無(wú)污染的綠色方向發(fā)展。我們此次研發(fā)的高效、性?xún)r(jià)比高、環(huán)境友好的非貴金屬催化劑為化工行業(yè)的VOCs治理提供了新思路，深得市場(chǎng)青睞?！背鸸庥畋硎尽?/p>
2020年7月15日《中國(guó)化工報(bào)》第2版：http://124.207.49.121/pc/page.do?pName=zghgb&pDate=20200715
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