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在实际工业烟气治理中,工业废气多经碱喷淋或活性炭水蒸汽脱附后进入催化燃烧炉,因此工业催化反应气氛中的水含量都较高.对于一些工业锅炉窑炉运行时产生的烟气,如焦炉、钢铁烧结、铅锌烟化、炭素阳极焙烧、石油焦煅烧等,其含水量甚至超过10vol%.因此,研究探索水汽对催化反应的影响具有重要的现实意义.本文选用具有优异热稳定性能的Ruddlesden-Popper型层状钙钛矿(La3Mn2O7)为研究对象,通过磷酸改性,在催化剂表面引入磷酸根以及磷酸镧(LaPO4)。前者为催化剂带来丰富的布鲁斯酸位点,后者由于具备分子筛式的孔道结构,显示出优异的储水性能。研究发现,布鲁斯酸位点的存在有效提高了催化剂对水的吸附活化能力。表面质子氢对气相水的吸附丰富了催化剂表面的缔合吸附水量,从而触发了氯甲氧基过渡产物的水解反应,有效抑制了催化剂氯中毒,并显著提高了催化剂对二氯甲烷的氧化性能(T90=380℃,较之改性前下降了130℃,且对二氧化碳的选择性提升至85-90%),该性能堪比贵金属型催化剂Pt/CeO2-Al2O3。此外,LaPO4的储水性使得催化剂对高浓度水汽的耐受能力得到显著提高,即使将水汽浓度从5vol%提高到10vol%,催化剂的活性也未出现明显下降。上述研究表明,催化剂对气相水(包括外加水与反应生成水)的吸附活化能力对含氯有机废气的催化氧化过程至关重要。未来在工业催化剂设计中,该性能应该列入考虑的重点。