臭氧协同Fe/SSZ-13分子筛催化氧化低浓度甲烷的性能研究

来源：车用发动机杂志2023年第2期北京时间：

作者：桂煜，周光照，李佩青，陈婷，李珂，林赫

单位：1.上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室，上海200240；2.中国船舶集团有限公司第七一一研究所，上海201108

摘要：当前低浓度甲烷催化氧化存在起燃温度高、贵金属用量大等问题，为探索低成本、清洁高效的甲烷去除技术，基于臭氧的强氧化性和Fe/SSZ-13分子筛优异的吸附性，探究了在臭氧（O3）气氛下Fe负载量、n(CH4)∶n(O3)以及空速对甲烷催化氧化性能的影响。研究结果表明，在Fe负载量为1%，n(CH4)∶n(O3)为1∶6，温度为200 ℃的条件下，甲烷的转化率可达80.8%。通过BET,XRD，NH3-TPD，H2-TPR，UV-Vis以及XPS表征手段,证明了适量的Fe负载可以提高催化剂比表面积，促进更多酸性位点的形成，调节催化剂表面铁元素的价态分布和种类，从而促进甲烷催化臭氧化反应。基于原位红外试验发现O3可以活化活性位点，进而促进甲烷吸附和催化氧化反应。

关键词：甲烷；催化氧化；臭氧；分子筛