唐志诚研究员实现Ni基催化剂芳香烃类VOCs高效催化氧化消除

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挥发性有机化合物（VOCs）是造成大气环境污染及臭氧（O3）浓度升高的重要因素，是我国大气污染防治攻坚战的重要治理对象。催化燃烧技术（即催化氧化法）具有起燃温度低、适用范围广、无二次污染等特点，已被广泛应用于移动源和固定源VOCs 的净化消除。现有工业尾气芳香烃类VOCs的净化消除通常采用贵金属催化剂，但贵金属价格高。因此，采用非贵金属催化剂是降低VOCs催化燃烧技术成本的重要研发方向。
　　Ni基催化剂因价格低廉、储量丰富，是一种非常有前景的非贵金属催化剂，在VOCs催化燃烧领域引起了广泛关注。然而，现有的Ni基催化剂在芳香烃类VOCs催化燃烧反应中存在低温活性不足、耐高温水热稳定性差等问题，极大地限制了其在相关领域的应用。

图1 核壳SiO2@NiaCobOx纳米管催化剂的构筑

　　针对上述问题，中国科学院兰州化学物理研究所精细石油化工中间体国家工程研究中心工业催化课题组以具有高比表面积的有序介孔SiO2纳米管为基底，实现了一种由三层 C@SiO2@NiCo-Phyllosilicate纳米纤维衍生的核壳 SiO2@NiaCobOx纳米管催化剂的制备。由于有序介孔SiO2纳米管的引导生长，以及层状硅酸盐纳米片结构中SMSI的存在和表面-OH的形成，有效抑制了水分子在活性金属位点的竞争吸附，显著提升了芳香烃类VOCs在Ni基催化剂上的低温氧化活性和耐高温水热稳定性。

图2 核壳SiO2@NiaCobOx催化剂的VOCs催化氧化性能

　　该研究工作近期发表在环境催化领域期刊Applied Catalysis B: Environmental（2022, 315, 121524.）上，董芳副研究员为该论文第一作者，唐志诚研究员为论文通讯作者。
　　该工作得到了国家自然科学基金、中科院洁净能源研究院合作基金等项目的支持。


      文章来源：兰州化物所
      唐志诚，男，1980年12月生，博士，中国科学院兰州化学物理研究所研究员，博士生导师。兰州化物所“特聘人才计划”入选者，现任精细石油化工中间体国家工程研究中心副主任、中科院兰州化学物理研究所工业催化课题组组长，兼任中国稀土催化专业委员会委员。2011年入选中国科学院-中组部“西部之光”人才计划，2015年结题优秀并获得后续支持。目前，主要从事环境催化方面的研究，主要研究方向为烟气脱硝、垃圾焚烧脱除二恶英、VOCs治理、CO低温催化氧化、室内空气净化等环保催化剂方面的研究。主持或参与承担了包括国家973计划项目子课题、国家自然科学基金、中科院STS计划、中石油科技创新基金、甘肃省科技支撑计划、兰州市科技攻关、企业横向合作在内的20余项课题。已在国内外重要学术期刊Appl. Catal. B, Catal. Sci. Technol., Carbon, J. Hazard. Mater.等上发表研究论文60余篇，申请国家发明专利10项。开发的低温脱硝催化剂、室内空气净化材料等已成功实现产业化。本课题组欢迎对环境催化、污染物治理等方向感兴趣的学生报考，也欢迎高校研究生来所联合培养。