Pd/Al2O3甲烷燃烧催化剂研究进展

李 红，冯 丰，杜君臣, *，郭淼鑫，张爱敏 *

Pd/Al2O3甲烷燃烧催化剂研究进展

李 红1，冯 丰2，杜君臣1, 2 *，郭淼鑫1，张爱敏1 *

(1. 昆明贵金属研究所 稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室，昆明 650106；2. 昆明贵研催化剂有限责任公司 贵金属催化技术与应用国家地方联合工程实验室，昆明 650106)

Pd/Al2O3催化剂因其优异的甲烷燃烧催化活性而被广泛应用于消除和控制燃气发动机污染物的排放。通过综述近20年来Pd/Al2O3甲烷燃烧催化剂的研究进展，系统地讨论了活性组分、助剂以及制备方法等因素对Pd/Al2O3催化剂的催化活性、热稳定性、耐水及耐硫中毒能力的影响，并提出利用新型制备技术制备掺杂非金属助剂的双贵金属或多贵金属活性组分的Pd/Al2O3催化剂是未来低成本高性能甲烷燃烧催化剂的开发方向。

甲烷燃烧；Pd/Al2O3催化剂；催化活性；热稳定性；耐中毒

面对日益严峻的能源短缺和环境污染问题，人们意识到寻求环保、低碳的可再生能源已迫在眉睫。天然气(90%以上的成份为甲烷)因兼具高储量、高燃烧效率、低成本和低污染排放的优势成为了最具潜力替代煤和石油向可再生能源过渡的燃料，被广泛应用于内燃机发电和天然气汽车[1-2]。然而燃气发动机中未燃烧的甲烷单位体积的增温潜势是二氧化碳的21倍，并且甲烷结构稳定(C-H键键能高达434 kJ/mol)在反应过程难以被活化，因此对甲烷的高效氧化处理成为了燃气发动机污染物排放控制的重点和难点[3-4]。

甲烷的催化燃烧是控制燃气发动机中未燃烧甲烷排放的重要技术[5]。目前广见报道的甲烷燃烧催化剂主要有贵金属催化剂和非贵金属催化剂两类，其中以Al2O3为载体、Pd为活性组分的贵金属Pd/Al2O3催化剂因其优异的甲烷燃烧催化活性而被广泛研究[6-7]。受天然气中水和硫化物的影响，Pd/Al2O3甲烷燃烧催化剂不仅要具有高催化活性和热稳定性，还要有较强的耐水和耐硫中毒能力[8-9]。近20年来，为提升Pd/Al2O3催化剂的催化活性、热稳定性、耐水和耐硫中毒性能，研究人员针对贵金属共催化剂、助剂和制备方法开展了大量的研究工作。因此本文重点综述了这3个因素对Pd/Al2O3催化剂甲烷催化燃烧性能的影响，为开发低成本和高性能的甲烷燃烧催化剂提供参考。

1 贵金属共催化剂

1.1 对催化活性的影响

甲烷燃烧催化剂最常用的贵金属催化剂的活性组分主要有Pd、Pt、Rh和Au[10]。研究显示，与单活性组分的Pd/Al2O3催化剂相比，双活性组分或多活性组分的共催化剂通过活性金属间的协同作用表现出更好的催化性能。Narui等[11]发现与Pd/Al2O3催化剂相比，Pt-Pd/Al2O3共催化剂中PdO的分散度更高，甲烷催化燃烧活性更好。Persson等[12]研究了不同Pt/Pd比对Pt-Pd/Al2O3共催化剂甲烷催化燃烧活性的影响，发现当Pt含量较低时(Pt:Pd=1:4)，Pt-Pd/Al2O3共催化剂中紧邻PdO相的区域会形成Pt-Pd合金相，Pt-Pd合金相中金属Pd会与PdO接触形成Pd/PdO界面，界面的形成加速了甲烷分子的解离。且Pd-Pt合金相的形成解离吸附了比PdO相更多的氧分子，在合金还原后为PdO供氧，有助于PdO活性位点的维持，从而使催化剂活性增加；但随着Pt含量的增加(Pt:Pd>1:2)，促进了更多的Pt-Pd合金形成，使PdO含量减少，催化剂活性降低。而Goodman等[13]研究发现与Pd/Al2O3相比，在Pt-Pd/Al2O3共催化剂中Pt的加入抑制了PdO的形成，导致Pt含量越高的Pt-Pd/Al2O3共催化剂的甲烷催化燃烧活性越低。Nassiri等[14]发现Pt-Pd/ Al2O3共催化剂与Pd/Al2O3催化剂相比，Pt的加入促进了PdO还原，形成了更多的金属Pd相，使Pt-Pd/Al2O3共催化剂的活性更低。

除Pt-Pd共催化剂外，Bhagiyalakshmi等[15]发现在Pt-Pd-Rh/Al2O3共催化剂中，因Pt-Pd-Rh三金属颗粒间的协同作用，使Pt-Pd-Rh/Al2O3共催化剂也表现出优异的甲烷催化燃烧活性。

1.2 对热稳定性的影响

Pd/Al2O3催化剂不稳定失活或活性降低的主要原因是活性相的转变或活性组分的烧结。Pd/Al2O3催化剂中活性相包括金属Pd、PdO或Pd0/PdO混合相，而PdO被认为是甲烷催化燃烧过程中最主要活性相[16-18]。在催化燃烧过程中，当温度低于700℃时活性相PdO保持热力学稳定；当温度高于700℃时受氧分压和反应气氛的影响PdO还原分解成金属Pd，从而造成催化活性降低。当重新冷却到700℃以下金属Pd重新氧化形成PdO，但金属Pd再氧化温度低于PdO还原分解温度，导致金属Pd重新氧化为PdO存在一定的滞后造成催化燃烧过程中的催化活性不稳定[19]。同时在高温条件下，PdO分解形成金属Pd，金属Pd的烧结团聚也会造成催化活性降低。

Ersson等[20]对比了Pd/Al2O3和Pt-Pd/Al2O3催化剂在100~900℃温度范围内不同恒定温度下保温一定时间的甲烷催化燃烧活性，发现在温度低于400℃时，Pd/Al2O3和Pt-Pd/Al2O3催化剂的催化活性低且保持相对稳定；在温度为400~700℃时，Pd/Al2O3催化剂在不同温度下的催化活性逐渐降低，而Pt-Pd/Al2O3共催化剂的催化活性保持稳定；在温度高于700℃时，二者的催化活性均降低，但Pt-Pd/Al2O3共催化剂下降更少，稳定性更高。结构研究表明，在共催化剂中形成了稳定的Pt-Pd颗粒，使Pt-Pd/Al2O3共催化剂比Pd/Al2O3催化剂中的Pd颗粒具有更强的抗烧结性。Ozawa等[21]研究了不同Pt含量的加入对Pd/Al2O3催化剂在1073 K下连续反应10 h甲烷催化燃烧活性的影响，发现连续反应10 h后Pt-Pd/Al2O3共催化剂没有Pd0的存在，而在Pd/Al2O3催化剂中存在Pd0。且Pd/Al2O3催化剂的PdO晶粒尺寸大于Pt-Pd/Al2O3催化剂的PdO晶粒尺寸，Pt的添加抑制了PdO的分解和烧结，从而使Pt含量越高的Pt-Pd/Al2O3共催化剂的失活速率越低，稳定性越高(见表1)。

Narui等[11]对比了Pd/α-Al2O3和Pt-Pd/α-Al2O3催化剂在623 K下连续反应6 h后的甲烷催化燃烧活性，发现Pt的加入促进了PdO在载体上的分散，减少了PdO在高温条件下的团聚烧结，使Pt-Pd/α-Al2O3共催化剂在持续反过程中的热稳定性比Pd/α-Al2O3催化剂更高。Eassoul等[22]发现Rh的添加也可增加Pd/Al2O3催化剂的热稳定性，通过表面Pd和Rh氧化物之间的相互作用，使PdO的分解温度提高了70℃。以上研究表明，在Pd/Al2O3催化剂中加入其他活性组分能够提高活性组分的分散，抑制活性组分相变，减少活性组分烧结团聚，使得共催化剂具有更好的热稳定性。

表1 Pd/Al2O3和Pt-Pd/Al2O3催化剂在连续反应10 h前后的甲烷燃烧速率及PdO晶粒尺寸[21]

Tab.1 Combustion rate and PdO size of Pd/Al2O3 and Pt- Pd/Al2O3 catalysts before and after continuous reaction for 10 hours[21]

1.3 对耐水性的影响

Pd/Al2O3催化剂的水中毒失活是由于在天然气中存在的水和燃烧反应生成的水与甲烷在活性位点上的产生竞争吸附，在低温条件下(<450℃)水与活性相PdO之间发生反应(PdO+H2O→Pd(OH)2)生成不活泼的Pd(OH)2，在高温条件下(>500℃)水使PdO还原成金属Pd，金属Pd发生团聚烧结是催化剂活性降低的主要原因[8]。

Nassiri等[23]研究了Pd/Al2O3和Pt-Pd/Al2O3催化剂在5% H2O存在条件下的甲烷催化燃烧活性，发现在低温、水存在的条件下，Pd/Al2O3催化剂表面缺氧导致金属Pd含量增加，但Pt-Pd/Al2O3共催化剂中的Pt可用于甲烷的解离，使Pt-Pd/Al2O3共催化剂比Pd/Al2O3催化剂对水的敏感性更低。Persson等[24]考察了不同Pt/Pd比的Pt-Pd/Al2O3共催化剂在500℃、5% H2O存在条件下的甲烷催化燃烧活性，发现随着Pt含量的增加，H2O对催化活性的抑制作用明显降低，当移除甲烷中混合的H2O后Pt-Pd/Al2O3共催化剂的活性高于初始活性，而Pd/Al2O3催化活性明显降低(如图1所示)。DRIFTS表征发现在200℃下甲烷燃烧过程中，Pd/Al2O3催化剂表面存在大量羟基；而Pt-Pd/Al2O3共催化剂表面羟基浓度低，催化剂活性受水的影响较小。

Goodman等[13]考察了不同含量的Pt/Pd纳米晶粒沉积到Al2O3载体上制备的Pt-Pd/Al2O3共催化剂在4.2% H2O存在下的甲烷催化燃烧活性，发现随着Pt含量的增加，Pt-Pd配位数增加，PdO含量减少、H2O与PdO活性位点的结合减少，从而使Pt-Pd/ Al2O3共催化剂保持较高的催化活性，而Pd/Al2O3催化剂严重失活。

图1 不同催化剂在500℃、5%H2O(5 h)条件下的甲烷催化燃烧活性[22]

1.4 对耐硫性的影响

Pd/Al2O3催化剂的硫中毒失活是因为在天然气中存在不同形态的硫化物，在催化燃烧过程硫化物很容易转化成SO，并强烈吸附在活性物种PdO表面，形成稳定的硫酸盐物种，使催化剂表面的活性位点减少，催化剂活性降低。硫化物也易与载体发生相互作用，造成载体硫酸化发生性质改变，载体与活性组分之间的相互作用也发生改变[25-27]。

Ryu等[28]研究了Rh、Ru添加对Pd/Al2O3催化剂在富氧条件下经5.21% H2S、500℃硫化作用5 h后对甲烷催化燃烧活性的影响，发现因Ru固有的抗硫中毒性及Ru的加入促进了Pd的分散，使Ru-Pd/Al2O3共催化剂在H2S硫化后经仍保持新鲜催化剂的催化活性，而Rh的加入没有改善催化剂活性。Corro[29]对比了高温还原的Pd/Al2O3和Pt-Pd/ Al2O3催化剂在50×10-6SO2、500℃下硫化处理4 h后的甲烷催化燃烧活性，发现Pt-Pd/Al2O3共催化剂中存在金属Pt表面活性位点，使SO2与Pd的相互作用减弱，SO2造成的甲烷催化反应失活更低，催化活性更高。谢平[30]研究了不同Pt/Pd比的Pt-Pd/ Al2O3共催化剂在200×10-6H2S气氛中的甲烷催化燃烧活性，发现合适比例组成的共催化剂中Pt和Pd的协同作用促进了甲烷分子碳氢键的断裂和硫酸盐的分解，使共催化剂的耐硫中毒性能增强。Wilburn等[31]也发现合适的Pt/Pd比才有助于提高催化剂的性能，Pd/Pt比为1:9的Pt-Pd/Al2O3共催化剂，经30×10-6SO2硫化处理后的耐硫中毒性能明显优于Pd/Al2O3催化剂，但随着Pt/Pd比的进一步增加Pt-Pd/Al2O3共催剂的耐硫中毒性能降低。

2 助剂

2.1 对催化活性的影响

助剂本身是没有催化活性或催化活性低的添加物，由于其诱导效应或自身参与催化反应，能够改善活性组分的分散性，提高载体与活性组分及助剂与活性组分间的协同效应从而使催化剂剂活性提高。因此，很多研究人员通过向Pd/Al2O3催化剂中添加助剂来改变其催化活性。表2给出了助剂对Pd/Al2O3催化剂甲烷催化燃烧活性影响的近年研究成果[32-40]。从表2可以看出，碱土金属Mg、Ca、Ba，稀土金属Ce，过渡金属Ni、Co、Cr、Zr，非金属Si、P及复合金属氧化物Ce-La、Ce-Ca的添加均能改善Pd/Al2O3催化剂的催化活性；而过渡金属Fe、Mn及稀土金属La对Pd/Al2O3催化剂的催化活性具有负效应。陆殿桥等[32]发现碱土金属Mg、Ca、Ba与Al2O3载体间的相互作用有助于PdO微粒团聚形成晶相PdO，使添加碱土金属改性的Pd/Al2O3催化剂表现出良好的甲烷催化燃烧活性。Liu等[34]发现Fe、Mn、La对Pd/Al2O3催化剂的催化活性具有负效应，而Ni、Mg能明显提高Pd/Al2O3催化剂的催化活性。经Ni、Mg改性后会在载体中形成NiAl2O4尖晶石和MgAl2O4尖晶石，尖晶石相的形成可以防止活性位点的聚集，使PdO在反应过程保持高的分散度。Li等[35]发现CoO的添加能够提高Pd/Al2O3催化剂中PdO的稳定性，使Pd0和PdO以合适比例共存，从而改善Pd/Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧活性。何湘鄂等[37]发现在Pd/ZrO2-Al2O3催化剂载体中少量单斜晶相ZrO2存在可提高催化剂的甲烷催化燃烧活性。Thevenin等[40]研究发现在Pd-Ba/Al2O3催化剂中添加Ce后，CeO2会与Pd颗粒发生相互作用使Pd的再氧化温度提高，催化活性增强。Chen等[38]发现利用溶胶-胶自组装合成的纳米级棒状P-掺杂有序介孔氧化铝经1000℃高温焙烧后负载Pd，制备的催化剂具有优异的甲烷催化燃烧活性，P的添加增加了Al2O3的结晶度，改变了γ-Al2O3的表面酸性，使Pd/PdO活性物质的分布和氧化还原性质改变，催化活性增强。但当载体中P过量(P含量大于11%)会使催化剂活性降低。Xiao等[33]发现Pd/A12O3催化剂经CeO2-MO(M=La3+、Ca2+)固溶体修饰改性后，金属离子M+能进入CeO2晶格形成CeO2-MO固溶体，CeO2-MO固溶体会与PdO发生相互作用，从而使PdO的分散度提高，甲烷催化燃烧活性增强。

表2 助剂对Pd/Al2O3催化剂甲烷催化燃烧活性的影响

Tab.2 Effects of promoters on catalytic activity of Pd/Al2O3 catalysts for catalytic combustion

*注: Pd/Al2O3catalyst as blank sample

2.2 对热稳定性的影响

表3总结了助剂对Pd/Al2O3催化剂甲烷催化燃烧热稳定性的影响[39, 41-47]。

从表3可以看出，过渡金属V、Fe、Co、Ni、Cr、Sn、碱土金属Mg、稀土金属Ce、非金属Si及Ce-Zr复合金属氧化物、Ce-Zr复合其他金属氧化物均可提高Pd/Al2O3催化剂的热稳定性。Willis等[41]通过将过渡金属与Pd组成的双金属PdM纳米晶体颗粒沉积在高比表面Al2O3载体制得PdM/Al2O3催化剂，发现金属Fe、Co和Sn能够抑制PdO相的烧结，而Ni和Zn能够提高PdO的热稳定性，使PdM/Al2O3催化剂经高温老化后仍保持较高的催化活性。Yang等[42]发现Pd/Al2O3催化剂经Mg改性后，会在载体或载体表面形成MgAl2O4尖晶石结构，MgAl2O4尖晶石结构会在一定取向上与PdO发生相互作用，从而促进结晶PdO物种的外延和分散，使Pd/Al2O3催化剂的活性和热稳定性提高。Simplicio等[43]研究了Ce和Pd前驱体对Pd/Al2O3催化剂性能的影响，发现CeO2能够提高PdO的稳定性，使催化剂的活性和热稳定性增强。Wang等[39]发现Si的添加可抑制Al2O3的相变，改善Al2O3的热稳定性，使经过Si改性后的Al2O3负载Pd制备的催化剂表现出高催化活性和热稳定性。岳宝华等[44]发现Ce-Zr复合氧化物的添加可提高PdO的分解温度，促进PdO的还原，并抑制Al2O3的相变，使Pd/Al2O3催化剂经1100℃高温老化后仍保持有较高的催化活性。在此基础上，Yue等[45-47]进一步研究了稀土金属(La、Pr、Nd、Sm和Y)、过渡金属(Cr、Mn、Fe、Co和Ni)及碱土金属(Mg、Ca、Sr和Ba)对Pd/CeZrO2/A12O3催化剂性能的影响，发现稀土金属、过渡金属及碱土金属的添加均可提高Pd/CeZrO2/A12O3催化剂的热稳定性和催化活性，其中Y、Ni和Ca的效果最佳。Y、Ni、Ca的添加可以抑制PdO高温烧结，提高PdO的还原-再氧化性能，降低PdO高温分解和还原的滞后，从而使Pd/CeZrO2/A12O3催化剂在高温条件下的热稳定性提高。

表3 助剂对Pd/Al2O3催化剂甲烷催化燃烧热稳定性的影响

Tab.3 Effects of promoters on the thermal stability of Pd/Al2O3 catalysts for methane catalytic combustion

*注: Pd/Al2O3catalyst as blank sample

2.3 对耐水/耐硫性的影响

除添加第二活性组分来调变Pd/Al2O3催化剂的耐水/耐硫中毒性能，向其中添加非金属/金属助剂也是调变催化剂耐水/耐硫中毒性能的重要的途径。Chen等[38]发现在氧化铝中添加P可降低Pd/Al2O3催化剂在3~10% H2O存在条件下的失活，Al2O3载体中P=O在水存在条件下可再水化形成P-OH，使水在Pd/Al2O3催化剂活性位点上的吸附减少，催化剂对水的敏感性降低。Liu等[34]发现MgO、NiO的添加可提高Pd/Al2O3催化剂耐水中毒性能，催化剂中NiAl2O4和MgAl3O4尖晶石结构的形成减弱了载体的酸性，抑制了Pd的氧化和Pd(OH)2的形成，使Pd/Al2O3催化剂在4% H2O存在下持续反应160 h仍保持95%以上的甲烷催化燃烧活性。Friberg等[48]发现在5% H2O存在下Ba的添加可增强Pd/Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧活性，降低水对催化活性的影响，同时还能促进催化剂经水蒸气暴露后在干燥的氧气气氛下甲烷催化燃烧活性的再生，特别是在500~600℃下再生效果更为显著。Alyani等[49]发现因CeO2的高储氧性能可促进氧空位与载体之间的氧转移，将氧化空位重新氧化形成PdO，使OH在PdO上的解吸加快，从而降低了水对催化剂的抑制作用，使CeO2/Pd/Al2O3催化剂在5%H2O存在条件下水的吸附比在Pd/Al2O3催化剂上水的吸附更少。

Ma等[50]发现在甲烷催化燃烧反应过程中硫化物会与载体Al2O3发生相互作用，生成Al2(SO3)3和Al2(SO4)3，以Ba(NO3)3为前驱体向Al2O3载体中添加Ba，会在载体中生成Ba(NO2)2。Ba(NO2)2的形成可抑制SO2和SO3从Al2(SO3)3和Al2(SO4)3中溢出，减少SO与PdO发生反应，使Pd-Ba/Al2O3催化剂在200×10-6SO2存在条件下持续反应6.5 h催化活性仍保持在77%以上。Arosio等[51-52]发现因CeO2与硫化物的相互作用，可抑制Pd/Al2O3催化剂在含硫气氛下的硫酸化，使Pd/CeO2/Al2O3催化剂具有优异的耐硫中毒性能。

3 制备方法

制备方法往往直接决定了催化剂的结构和形态，表4给出了近年Pd/Al2O3甲烷燃烧催化剂在制备方法上的最新研究成果。

表4 制备方法对Pd/Al2O3催化剂甲烷催化燃烧性能的影响

Tab.4 Effects of preparation methods on catalytic performance of Pd/Al2O3 catalyst for catalytic combustion of methane

从表4可以看出，与传统的浸渍法和沉淀法相比，采用电镀沉积、自组装等新兴的制备方法可明显提高Pd/Al2O3催化剂的催化活性、热稳定性和耐中毒性能[53-58]。Mahara等[53]发现采用电镀沉积法制备的Pd/CoO/Al2O3催化剂为PdO与CoO间提供了丰富的界面，使PdO高度分散在CoO/Al2O3表面，PdO的还原性增强，催化活性提高。Pan等[54]也通过电镀沉积制备了Pd/NiO-Al2O3催化剂，发现因PdO与载体的强相互作用，使催化剂的活性提高。Zou等[55]发现采用自组装技术制备的NiO@Pd/ Al2O3催化剂上结晶性良好的PdO颗粒在NiO核周围外延生长，导致PdO壳和NiO核之间的界面最大化，PdO壳和NiO核之间紧密接触并发生强相互作用，使PdO颗粒稳定性增强，并抑制了反应过程中的羟基/水吸附。此外，PdO颗粒在壳上的稳定分散导致活性位暴露于反应物最大化，使NiO@Pd/Al2O3在低Pd(0.2%)负载量和超低Ni(0.2%)添加量下具有良好的催化活性、稳定性和耐中毒性能。Cargnello等[56]发现通过自组装技术制备Pd@CeO2/ Al2O3核-壳结构催化剂，因核壳结构的存在增强了金属-载体之间的强相互作用，催化剂在低于400℃下便可实现甲烷的完全转化。将Pd@CeO2/Al2O3催化剂加热到850℃的高温，仍保持核壳结构的分离，使PdO的烧结团聚减少，催化剂的热稳定性增加。同时Chen等[57]和Pi等[58]也发现因核壳间的强相互作用使Pd@ZrO2/Al2O3和Pd@SiO2/Al2O3催化剂具有优异的催化性能。

综上所述，采用新型的制备方法不仅可提高Pd/Al2O3催化剂的甲烷催化燃烧活性、热稳定性和耐中毒性能，还能降低贵金属负载量和助剂用量。但与传统的制备方法相比其制备工艺复杂，短时间内难以实现其工业化应用。

4 结语

Pd/Al2O3催化剂虽具有优异的甲烷催化燃烧活性，但热稳定性和耐中毒性能差以及高成本限制了其工业化应用。为提升Pd/Al2O3催化剂的催化活性、热稳定性和耐中毒性能，人们在贵金属共催化剂、助剂和制备方法等方面开展了大量的研究工作。

总结国内外研究现状发现：贵金属共催化剂可通过活性组分间的协同作用来提高甲烷催化燃烧性能，其中以Pt-Pd/Al2O3共催化剂的甲烷催化燃烧性能最佳。除金属/金属氧化物和复合金属氧化物助剂，非金属助剂改性的Pd/Al2O3催化剂因其优异的甲烷催化燃烧性能也逐渐步入人们的视野。通过新型制备方法调控催化剂的结构和形态，增强金属-载体、金属-活性组分间的相互作用从而提高催化剂的甲烷催化燃烧性能。基于目前的研究现状，可选用非金属助剂和耦合其它贵金属活性组分优点，利用新型的制备技术来开发低成本和高性能的Pd/Al2O3甲烷燃烧催化剂。

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Research Progress of Pd/Al2O3Catalysts for Methane Combustion

LI Hong1, FENG Feng2, DU Jun-chen1, 2 *, GUO Miao-xin1, ZHANG Ai-min1 *

(1. State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals, Kunming Institute of Precious Metals, Kunming 650106, China; 2. State-Local Joint Engineering Laboratory of Precious Metal Catalytic Technology and Application, Kunming Sino-platinum Metals Catalysts Co. Ltd., Kunming 650106, China)

Pd/Al2O3catalysts are widely used to reduce and control pollutants emissions from gas engines due to their excellent catalytic activity for methane combustion.By reviewing the research progress of Pd/Al2O3methane combustion catalysts in the past 20 years, the effects of active components, additives and preparation methods on the catalytic activity, thermal stability, anti-water and anti-sulfur poisoning ability of Pd/Al2O3catalysts were systematically discussed. It is proposed that the use of new preparation technology to prepare Pd/Al2O3catalysts with dual-precious metal or multi-precious metal active components doped with non-metallic additives is the future development direction for low-cost and high-performance methane combustion catalysts.

methanecombustion; Pd/Al2O3catalyst; catalytic activity; thermal stability; anti-poisoning

O614.82, O643.2+1

A

1004-0676(2020)02-0066-09

2019-07-01

云南省应用基础研究计划(2017FB143)；移动源污染排放控制技术国家工程实验室开放基金(2017C02)；国家重点研发计划(2016YFC0204902)

李 红，女，硕士，研究方向：环境催化研究。E-mail：1129200928@qq.com

杜君臣，男，博士，高级工程师，研究方向：环境催化材料。E-mail：junchen.du@spmcatalyst.com

张爱敏，女，博士，研究员，研究方向：机动车尾气后处理。E-mail：aimin.zhang@ipm.com.cn