科研進展
蘭州化物所發(fā)表VOCs催化氧化抗硫催化劑研究進展綜述文章
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所精細石油化工中間體國家工程研究中心工業(yè)催化課題組發(fā)表了關于揮發(fā)性有機化合物（VOCs）催化燃燒抗硫催化劑研究進展的綜述文章。
該綜述系統(tǒng)梳理了貴金屬催化劑、過渡金屬氧化物催化劑及其他類型催化劑在含硫環(huán)境中抗硫性能與失活特征的本質差異。重點聚焦含硫物種與催化劑表面活性位點間復雜相互作用機制的科學問題，闡明了含硫物種與金屬活性中心、表面活性氧物種、酸位點及其他活性位點間的分子作用機制。該綜述不僅系統(tǒng)構建了VOCs催化燃燒抗硫催化劑的研究框架，更為解決工業(yè)廢氣凈化中的硫中毒難題、推動綠色化學轉型與空氣質量持續(xù)改善提供了重要技術參考。
圖1. VOCs催化燃燒抗硫催化劑研發(fā)時間線
圖2. VOCs催化燃燒抗硫催化劑面臨的挑戰(zhàn)、當前應對策略及該領域發(fā)展前景
基于對硫中毒機制的深刻理解，該綜述全面總結了抗硫催化劑“靶向設計”的前沿策略。其中，基于電子結構調控、界面工程優(yōu)化及動態(tài)響應設計的抗硫策略成效顯著。通過調節(jié)催化劑電子云分布與能帶結構，可同時提升對VOCs的吸附活化能力與對含硫物種的脫附能力；構建核殼結構、異質結等界面工程，能有效阻斷硫酸鹽形成路徑；設計動態(tài)響應型結構則可實現(xiàn)催化劑在復雜工況下的自我修復與性能穩(wěn)定。采用活性位點修飾、載體功能化、復合組分調控等策略，通過空間位阻與電子協(xié)同作用抑制含硫物種吸附，通過酸堿梯度調節(jié)與異質結構建阻斷硫酸鹽不可逆生成，為抗硫催化劑開發(fā)提供了多元技術路徑。
此外，該綜述強調了連接基礎研究與工業(yè)應用的核心挑戰(zhàn)在于闡明復雜工業(yè)氣氛下多種中毒物的失活機制。以機制、策略與應用為邏輯紐帶，進一步揭示了實驗室研究與工業(yè)實踐的關聯(lián)性與差異性，為VOCs催化燃燒抗硫催化劑的理性設計與高效開發(fā)提供理論指導。
相關研究工作以“Targeted design strategies of sulfur-tolerant catalysts for catalytic combustion of VOCs: From atomic-scale mechanisms to application prospects”為題發(fā)表在Coordination Chemistry Reviews（2026, 557, 217699, IF=23.5）上。蘭州化物所博士生吳世興為論文第一作者，董芳副研究員與唐志誠研究員為共同通訊作者。
上述工作得到了甘肅省自然科學基金優(yōu)秀博士生項目、甘肅省自然科學基金、甘肅省重點研發(fā)計劃等項目的支持。
