烟尘颗粒被认为是空气污染的主要来源之一；因此，迫切需要从空气中有效地消除它们。催化燃烧是一种很有前途的烟尘治理策略，然而高效催化剂的开发仍然是实际应用面临的一个重要挑战。

近日，沈阳师范大学赵震教授，波兰雅盖隆大学Zbigniew Sojka报道了采用一种简单的方法，有目的地设计并成功地制备了新型层状多孔K-OMS-2/3DOM-m Ti_0.7Si_0.3O₂催化剂，其中Ti_0.7Si_0.3O₂载体含有有序的大孔和中孔，K-OMS-2活性相含有微孔。

文章要点

1）研究人员以PMMA和P123为模板剂形成K-OMS-2/3DOM-m Ti_0.7Si_0.3O₂催化剂中的大孔和中孔，而微孔是由一种特殊晶型K-OMS-2形成。

2）K-OMS-2/3DOM-m Ti_0.7Si_0.3O₂催化剂具有较高的烟尘燃烧催化活性、较高的稳定性和良好的抗硫、耐水性能。在所合成的催化剂中，K-OMS-2/3DOM-m Ti_0.7Si_0.3O₂-450的催化活性最高，T₁₀、T₅₀和T₉₀值分别为288、333和364°C。此外，该催化剂在T₁₀、T₅₀和T₉₀值分别为290±4、335±4和368±4°C的5次催化循环中表现出良好的稳定性。

3）研究发现，K-OMS-2/3DOM-m Ti_0.7Si_0.3O₂-450催化剂优异的与NO氧化活性相关的烟灰燃烧的催化性能归因于其分级孔效应、K和Mn之间的协同效应以及Ti的掺杂。分子密度泛函理论（DFT）和热力学模拟表明Langmuir−Hinshelwood 和 Eley−Rideal机制都可能在K-OMS-2表面的NO氧化为NO₂的过程中起作用，而前者在能量上更受青睐。

4）由于其合成简单、成本低、活性高、稳定性好、抗硫和耐水性好，所开发的最佳K-OMS-2/3DOM-m Ti_0.7Si_0.3O₂催化剂有望在烟尘燃烧过滤器中得到实际应用。

参考文献

Xuehua Yu, et al, Hierarchical Porous K-OMS-2/3DOM-m Ti_0.7Si_0.3O₂ Catalysts for Soot Combustion: Easy Preparation, High Catalytic Activity, and Good Resistance to H₂O and SO₂, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c00748

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00748