纳米贵金属蜂窝陶瓷催化剂的应用现状

    贵金属催化剂是指能改变化学反应速度而本身又不参与反应终产物的贵金属材料。纳米贵金属蜂窝陶瓷催化剂表现出非常高的催化活性、稳定性和选择性。在多相催化领域中,贵金属固体催化剂占有重要的地位,它们广泛应用于石油化工、精细化工、环保催化、生命及生物化学等领域。
    纳米贵金属蜂窝陶瓷催化剂的种类  
    贵金属蜂窝陶瓷催化剂按照组成和结构通常可分为均相催化剂和多相催化剂。  
    均相贵金属蜂窝陶瓷催化剂中贵金属以高分散的纳米颗粒状态或金属簇形式存在，如金催化剂。当金被制成纳米数量级的超细粉末后，其比表面积大大增加，使得纳米金粒子与较大尺寸的金表现出不同的化学活性和催化性能，通常认为这与金粒子的表面特性、体积以及量子尺寸等因素密切且相关。  
    多相贵金属蜂窝陶瓷催化剂中贵金属以颗粒状高分散于载体上，可负载于金属氧化物或分子筛等之上。这样可以结合两种材质的不同性质得到性能更好的催化剂，例如Ag/TiO2。TiO2本身具有高的光催化活性，但在很多反应中也存在一定的局限性。而将具有一定催化活性的Ag沉积在TiO2表面所制备的催化剂，能够有效分离光生电子与空穴，降低还原反应(质子的还原，溶解氧的还原)的超电压，可大大提高催化剂的活性。

贵金属蜂窝陶瓷催化剂为什么会出现失活的情况

    贵金属蜂窝陶瓷催化剂是整个SCR脱硝系统的核心部分，目前工业中应用更多的贵金属蜂窝陶瓷催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2O5-WO3、V2O5-MoO3为活性成分。随着催化剂使用时间的增长，贵金属蜂窝陶瓷催化剂会逐渐发生失活现象，其主要原因包括以下四种：
（1）砷（As）、碱金属（主要是K、Na）等引起的贵金属蜂窝陶瓷催化剂中毒高温烟气中的气态As2O5扩散进入催化剂的微孔结构中，在催化剂表面发生反应，占据并破坏催化剂的活性位，从而导致催化剂失活。碱金属元素被认为是对SCR催化剂毒性更大的一类元素，不同碱金属元素毒性由大到小的顺序：Cs2O>Rb2O>K2O>Na2O>Li2O，除碱金属氧化物以外，碱金属的硫酸盐和氯化物也会导致催化剂的失活。
（2）贵金属蜂窝陶瓷催化剂的堵塞
小颗粒的飞灰及反应过程中形成的铵盐沉积在催化剂表面的小孔中，造成贵金属蜂窝陶瓷催化剂堵塞，阻碍NOx、NH3、O2到达催化剂活性表面，从而引起贵金属蜂窝陶瓷催化剂失活。
（3）高温引起的烧结、活性组分挥发催化剂长期暴露于其允许高运行温度以上的高温环境可引起催化剂活性位置烧结，导致催化剂颗粒增大，比表面积减小，一部分活性组分挥发损失，因而使催化剂活性降低。
（4）机械磨损
在贵金属蜂窝陶瓷催化剂的安装、更换过程中，催化剂受到冲击作用进而使得其表面活性物质减少；此外，由于SCR反应塔中的催化剂垂直布置，烟气自反应塔顶部垂直向下平行催化剂流动，在较大空速条件下，烟气中的大颗粒物质对催化剂的磨损作用也使得催化剂表面活性物质减少。