张 烁,吴卫红,杨 洋,刘少俊,宋 浩,郑成航,高 翔* (.浙江大学,能源清洁利用国家重点实验室,国家环境保护燃煤大气污染控制工程技术中心,浙江 杭州 3007；.浙江大学能源工程设计研究院有限公司,浙江 杭州 3007)

挥发性有机物(VOCs)被认为是臭氧、光化学烟雾和粉尘最常见的前体物之一,对环境和人体健康都构成了严重的危害[1-3].常见的VOCs,如烷烃、酮类和苯系物,大量来源于石化、焦化过程及发动机燃烧.随着排放控制法规的日趋严格,对低浓度VOCs的高效清洁技术提出了更高的要求.催化氧化法在较低的工作温度下具有较高的脱除性能,广泛应用于各种工业源治理[4].然而,丙烷等轻链烷烃结构稳定且热值较高,催化氧化的低温活性不足,正常运行后又容易出现催化剂床层局部过热的现象,一直是亟需解决的巨大挑战[5-6].

因此,催化剂需要兼顾良好的低温活性和热稳定性能.目前,贵金属基催化剂,特别是铂族金属催化剂被认为是低温下最具活性的催化剂[7-8].然而,贵金属催化剂成本高,活性受高温影响较大,亟需开发一种成本低、稳定性好、低温活性高的替代催化剂.在众多替代方案中,钴基催化剂由于优秀的催化性能,日益受到重视.研究指出,Co 氧化物呈现尖晶石状结构时,其活性远高于其他晶型的Co 氧化物[9],且尖晶石型氧化物独特的晶体结构使其不容易发生晶格的塌陷,是一种高稳定性的催化材料.Zhu 等[10]采用水热法制备了Co3O4/ZSM-5 催化剂,在230℃时氧化丙烷的……