天然气是汽油和柴油燃料的合适替代品，可减少交通和能源部门的碳足迹。未燃烧的CH₄通常使用钯基催化剂从废气中去除，然而钯基催化剂会发生热失活以及水和硫中毒。

有鉴于此，瑞士保罗谢勒研究所Davide Ferri等人，通过施加重复的短还原脉冲（SRP），增强了湿法贫燃甲烷氧化反应中Pd/Al₂O₃的活性，与静态操作相比，这导致了表观活化能的显着下降。

本文要点

1）在水蒸气存在的情况下，SRP操作可以显著提高Pd/Al₂O₃对贫燃甲烷氧化的催化性能。

2）通过一个详细的operando XAS研究阐明了这一现象，合理化了SRP获得的优越的反应性和长期稳定性。在静态操作下仅存在中等活性的PdO，而在SRP操作过程中，由于金属Pd的存在而形成并保持了高活性的PdOx物种。

3）研究还表明，SRP方法可以通过改变催化剂的结构来逆转热老化和水热老化的失活。这些结果能够提出实现Pd/Al₂O₃催化剂的最佳性能的操作条件。在结合光谱和动力学数据的基础上，提出了实用的Pd氧化度范围（Pd含量为25-65％），以保持较高的CH₄转化率。

参考文献：

Tanja Franken et al. Effect of Short Reducing Pulses on the Dynamic Structure, Activity, and Stability of Pd/Al₂O₃ for Wet Lean Methane Oxidation. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.1c00328

http://doi.org/10.1021/acscatal.1c00328