贾青青，胡石林，刘亚明

(中国原子能科学研究院，北京 102413)

氢同位素分离广泛应用于重水除氚、重水升级等领域，水氢交换工艺因分离效率高、反应过程安全且节约能源，被认为是效率最高的分离方法。实现水氢交换工艺的关键在于制备性能优良的疏水催化剂[1-4]。疏水催化剂通常由Pt粒子与载体两部分构成，Pt粒子遇水易失活，因此需要其负载于疏水载体上或使用疏水材料为其构筑疏水环境。目前应用最广泛的疏水催化剂为Pt/有机载体类与Pt/C/PTFE类催化剂，但均无法完全满足耐受性强、性能稳定且成型方便等全部需求[5-9]。

陶瓷载体具有全部上述所需特征，使用陶瓷制备催化剂不仅可延长催化剂使用寿命，还可使双温催化交换工艺得以发展[10-11]。然而陶瓷载体疏水性能不佳，因此需对其进行改性以提高疏水性。采用低表面能物质对陶瓷材料进行涂覆修饰[12]是最早使用的工艺，但此种方法制得的催化剂使大量铂粒子被涂覆层遮盖，铂粒子利用率低。本课题组在已报道超疏水材料的基础上[13-14]，通过水热工艺在陶瓷载体表层构筑氧化铈(CeO2)微纳结构，载体经疏水化处理后可直接用于制备催化剂，避免了后涂覆疏水层对铂粒子的遮盖。制得的新型疏水陶瓷催化剂已通过验证，其催化性能优良且实用性较优[15]。

目前已报道的超疏水材料研究中，通过适当调整工艺即可获得不同形貌的微纳疏水结构[16-19]。对于新型疏水陶瓷催化剂，研究发现在满足水氢交换疏水性且疏水性接近的基础上，仅改变疏水结构形貌即可使催化剂的催化活性有较大的改变，因此疏水结构的改变对催化剂性能的影响规律亟待研究。……