贵金属催化剂是目前催化燃烧中应用最为广泛的催化剂,主要包括 Pt、Pd、Rh、Ru 等。贵金属与非贵金属氧化物相比,具有两大特点:
1.低温高活性;
2.有明显的活性阀。即高于某个温度点时,反应急速进行,转化率直线上升,此时产物大多为 H2O 和 CO2,极少产生中间产物;而低于此温度点,转化率则急剧下降,会产生大量中间产物。
氧化铝载体上负载不同贵金属时催化剂催化燃烧甲烷的性能。在富氧条件下,无 Ce 添加时的催化剂活性顺序为 Pd> Rh> Pt,Ce 加入后活性顺序变更为 Rh>Pd≈ Pt,产物是 CO2和 H2O。
在贫氧条件下,产物中有相当含量的副产物 CO和 H2,无 Ce 添加时的催化剂活性顺序为 Pd> Rh>Pt,Ce 加入后活性顺序变更为 Rh>Pd≈Pt。产物中 CO 的含量按 Rh>Pd>Pt的顺序降低,添加 Ce 后在 Pd/Al2O3和 Pt/Al3O3催化剂上CO的生成被强烈抑制。
TiO2负载贵金属后催化剂催化燃烧CO、乙醇和甲苯的活性,不同贵金属对 VOC 催化燃烧活性的顺序如下:Pt/TiO2>Pd/TiO》Rh/TiO2≈Ir/TiO》Au/TiO2,研究还发现乙醇和甲苯在 Pt催化剂和 Pd 催化剂上的氧化过程是结构敏感性反应。
Pt、Pd、Rh 负载在以Al2O3为涂层的整体式堇青石蜂窝载体上并用于苯、甲苯以及己烯的催化燃烧,结果表明:不同催化剂对上述每种物质的催化燃烧反应有着的不同活性顺序,Rh 消除己烯的活性较高,而消除甲苯活性较低,消除苯活性最高的是 Pt,而消除甲苯活性最高的是 Pd。
在反应气体中掺入 CO 会大幅降低 Pt 催化剂对的处理活性,而 Pd 受 CO影响的程度较小。
研究负载型 Pt催化剂发现,将Au/TiO2加入到 Pt/Al2O3可以提高其氧化消除丙烯的活性,这是因为 Au 对 CO 的氧化过程有较高的活性。
将Pt-Pd双金属用于催化燃烧消除苯时,具有较高的活性以及稳定性,结果显示:Pt 的加入提高了 Pd/Al2O3 催化剂的活性,抑制其活性的降低,但 Pt 的加入量超过一定程度反而会因为 Pt对 Pd 活性位的掩盖而活性出现下降,同时发现 Pd/Al2O3催化剂的活性与金属氧化位、Pd/Al比、Pd 在Al2O3上的粒径尺寸有关。