建构高比表面钙钛矿复合氧化物催化燃烧含氰工艺废气的研究

本课题基于工业过程中所释放的含氰工艺废气尚未得到根本治理的现状而申请，尝试借助催化燃烧的手段来实现废气中HCN、丙烯腈、乙腈等污染物的净化脱除。拟采用高能球磨、结构介孔化、以及火焰喷雾等特色方法，制备高比表面钙钛矿复合氧化物；通过对活性中心结构、晶粒尺度、孔结构等构型因素的调控来调变催化剂的理化性能，明确织构特性、组成配方与含氰废气的脱除效率以及CN-→N2选择性间的关系；借助红外、程序升温等表面敏感技术，辅以分子模拟手段，认知反应机理；通过蜂窝状堇青石负载、钙钛矿组分整体式挤出、钙钛矿组分整体泡沫成型等工艺，实现其结构化，并进行模式放大实验；继而，对废气净化技术的经济和环境效益进行综合分析；为碳纤维厂、橡胶厂、丙烯腈厂、有机玻璃厂等企业含氰尾气污染的控制技术提供理论基础和实践经验。

含氰工业废气来源广泛，具有较高的毒性，对人类健康造成严重损害，甚至危及生命，相关污染治理引起了人们的广泛关注。本项目借助催化燃烧的手段来实现丙烯腈、乙腈、HCN等含氰废气的净化脱除。采用高能球磨、结构介孔化等特色方法，制备高比表面钙钛矿复合氧化物；通过对活性中心结构、晶粒尺度、孔结构等构型因素的调控来调变催化剂的理化性能，明确织构特性、组成配方与含氰废气的脱除效率以及CN-→N2选择性间的关系；借助红外、程序升温等表面敏感技术，辅以分子模拟手段，鉴定反应中间物种，认知反应机理；通过蜂窝状堇青石负载，实现其结构化，并进行模式放大实验，为工业应用积累经验；同时，对废气净化技术的经济和环境效益进行综合分析。. 根据前期研究的相关结果，已发表英文SCI研究论文17篇、其中Environ Sci Technol 2篇、J Catal 2篇、Appl Catal B: Environ 2篇、J Mater Chem A 1篇（入选封底文章）、Chem Commun 1篇、ChemCatChem 2篇（均入选封面文章），国际学术会议作Keynote报告6次，口头报告7次，国内学术会议作Keynote报告2次，口头报告8次，项目执行期间，授权国家发明专利12项，申请国家发明专利4项，获教育部自然科学二等奖1项（第一完成人），参编英文专著1部。