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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)和社會效益的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于VOCs脫除、汽車尾氣凈化、脫硫脫硝等領(lǐng)域。
該項目的總負(fù)責(zé)人、南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院管國鋒教授介紹說：“發(fā)達(dá)國家國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的20%~30%直接來自于催化劑和催化反應(yīng)，化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，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，易對環(huán)境造成極大污染，嚴(yán)重影響人體健康。”針對國家對環(huán)境和空氣治理的迫切需求，項目組進(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，項目組就開始非貴金屬催化劑的研究。項目組成員南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院萬輝教授表示，基于稀土元素Ce較強(qiáng)的儲釋氧能力，以廉價的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。“我們創(chuàng)制的非貴金屬催化劑，不僅高效、性價比高，而且環(huán)境友好，成本降低45%，能實現(xiàn)對價格昂貴的進(jìn)口貴金屬催化劑的有效替代。” 萬輝介紹說。
各類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。
“我們通過調(diào)控催化劑的化學(xué)組成、離子價態(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時醋酸甲酯起燃溫度小于25℃。”據(jù)萬輝介紹，催化劑能夠?qū)崿F(xiàn)含氧烴類、芳烴類、醇類、酯類、酮類等不同類型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(fā)了催化劑的規(guī)?；苽浼夹g(shù)。” 萬輝介紹說，項目組通過添加新型分散劑，實現(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，他們還開發(fā)了催化劑的分層涂覆技術(shù)，實現(xiàn)催化劑的定向、定量涂覆，并在長華化學(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污染的綠色方向發(fā)展。我們此次研發(fā)的高效、性價比高、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，深得市場青睞。”仇光宇表示。
