核壳催化剂用于大气污染控制的研究进展

作     者：齐致雍 高凤雨 唐晓龙 易红宏 杜影 QI Zhiyong;GAO Fengyu;TANG Xiaolong;YI Honghong;DU Ying

作者机构：北京科技大学能源与环境工程学院 工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2023年第37卷第10期

页      面：102-113页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(U20A20130 21806009) 中央高校基本科研业务费(FRF-IDRY-19-020) 北京市科协青年人才托举工程~~ 

主　　题：核壳结构 纳米复合材料 合成方法 脱硫脱硝 VOCs净化 

摘      要：随着工业的发展进步，大气环境污染日趋严重，末端污染治理迫在眉睫。催化剂作为催化反应的核心，其制备与构型成为大气环境催化领域重点关注和研究的课题。常规的单一催化剂存在成本高、易失活、使用条件严格等不足。核壳结构催化剂拥有单一催化剂所不具备的双功能甚至多功能催化特性，在环境催化领域具有广阔的应用前景。近年研究表明，核壳结构催化剂热稳定性较高，择形催化效果优异，在反应中的整体活性表现良好。但核壳结构的复合颗粒也存在团聚与分散不易调控、核壳分散厚度难以确定、结合强度有待提高等问题。目前已有学者将Mn系、Ce系等核壳材料应用于大气污染治理之中，并取得了良好的催化效果，但是在核壳结构的构筑以及制备方法的选择上还存在不足，在特定领域的针对性应用有待进一步提高。本文详细介绍了目前制备核壳材料所常用的水热合成法、沉淀法、模板法等主要方法，比较了各种制备方法的优缺点。同时，综述了不同类型的核壳材料(如金属基核壳材料、金属氧化物基核壳材料、分子筛、中空核壳以及摇铃核壳材料)在大气污染治理中NO选择性催化还原(NH3-SCR)、VOCs脱除以及高低浓度CO去除等主要领域的应用研究进展。文章还分析讨论了主流核壳催化剂的优势及有待完善之处，并展望了未来重点研究方向。