锰基催化剂催化燃烧挥发性有机化合物研究取得进展

挥发性有机化合物（VOCs）是造成大气复合污染的重要前体物之一。催化氧化技术具有效率高、能耗低的优点，是可行的VOCs去除技术之一。铂、钯等贵金属催化剂是最成熟的VOCs燃烧催化剂，但其来源稀缺、成本高昂限制了大规模应用。锰氧化物（MnO_x）具有丰富的自然资源、易调节的物理化学性质和环境友好的特性，是替代贵金属催化剂的理想选择。

　　近期，中国科学院城市环境研究所研究员贺泓团队开发出一种以尿素水解驱动高锰酸钾同步还原的均匀沉淀法。通过简单调节均匀沉淀反应的时间和温度，该方法可获得不同形貌的α-MnO₂纳米材料，包括纳米线、纳米棒和纳米颗粒。活性测试实验证实，优选的α-MnO₂纳米颗粒催化剂可在190℃、78000h^-1高空速条件下，长时间内完全氧化乙酸乙酯，其活性和稳定性均优于其他已报道的锰氧化物催化剂和典型的贵金属催化剂。多种表征实验与第一性原理计算一致表明，α-MnO₂(2 1 1)晶面上的高活性氧物种是提高催化性能的关键。

　　该研究用简易的制备方法成功控制了MnOx催化剂的形貌和晶面，为更好理解锰基催化剂的构效关系和指导高性能催化剂开发提供了参考。 

　　相关成果发表在Chemical Engineering Journal上。研究得到政府间国际科技创新合作重点专项、国家自然科学基金和中科院青年创新促进会等项目的支持。