高活性氧化锰催化剂在常温一氧化碳氧化中的性能

一氧化碳 (CO) 是一种剧毒气体，也是含碳化合物部分氧化产生的气体，会排放到大气中。CO 与血细胞中的血红蛋白结合，转化为碳氧血红蛋白，从而降低人体的携氧能力。催化转化器应用于汽车，用于减少内燃机的有毒气体排放。催化转化器中的催化剂包括还原催化剂和氧化催化剂。尾气中的 HC 和 的基本反应是氧化，最终产物为 CO2 H2O；而 NOx 的反应是还原，最终产物为 N2。

在所有条件下，催化剂都存在于陶瓷整体结构中，并被金属载体覆盖。 催化反应是催化剂表面与车辆尾气中剩余气体之间的反应。催化转化器的性能在很大程度上取决于所用催化剂的类型。在催化剂的作用下，化学反应速率加快，催化剂的作用类似于降低反应活化能的剂。 一氧化碳的低温催化氧化对于潜艇和航天器等封闭环境中的所有生命支持都至关重要。

铂族金属 (PGM) 最常被认为是汽车催化转化器中的一种元素，但由于贵金属成本的上涨，使用过渡金属氧化物催化剂 (TMO) 催化转化一氧化碳引起了人们的广泛关注。在催化剂中，锰氧化物 (MnOx) 是一种新型的混合氧化物催化剂，其表面化学性质可以与有效氧化物催化剂类似地考虑。

低成本、环保且高效、具有长期机械和化学稳定性的一氧化碳氧化催化剂的开发受到了广泛关注。锰氧化物是一种环保且廉价的一氧化碳氧化催化剂。

锰氧化物中，各种各样的表面结构与化合物的表面能有关，并影响其化学性质。表面MnOx受金属阳离子和氧阴离子配位的影响很大，从而改变了这些化合物的催化活性。MnOx催化剂的结构缺陷与其催化性能密切相关。表面离子的位置会因结构而改变。Mn2O3用作载体时，其氧化态会受到很大影响。它代表着作为还原剂或氧化剂的作用。晶格中的含氧能力以及锰生成不同氧化态氧化物的能力决定了其催化性能。 MnOx具有较高的储氧能力，以及更快的氧吸附和氧化还原速率，可用于降低废气中的CO总量。Mn2O3与O2反应生成MnO2，该反应受氧浓度和温度的影响。较高的氧浓度和较低的温度有利于MnO2的生成。相反，较低的氧浓度和较高的温度会降低MnO2的生成速率，并且随着反应的进行，Mn2O3会逐渐生成。氧化锰催化剂的成功促使人们开展了大量的基础工作，致力于利用每种元素的作用和活性位点的性质。

此外，不同的 催化剂可以以不同的晶体形式存在，并且已知非化学计量的混合价态化合物的数量，这进一步使其表征复杂化。颗粒尺寸对催化活性的影响一直备受关注，因为它在基础研究和实际应用中都具有重要意义。未来的研究将侧重于开发和利用锰氧化物催化剂来提高催化剂选择性。

author：Hazel

date:2025-06-11