“稀土催化VOCs：低温高效净化与资源化创新”青年科学家沙龙在京举办

 

本次活动聚焦稀土VOCs催化领域的技术、学术争议与产业化难题，开展平等、开放的深度思辨与产学研对话，助力稀土战略资源高值化利用，推动大气污染治理技术创新发展。

 

沙龙设三个主旨报告。中国石油大学（北京）李江作题为“复杂工况下稀土基VOC催化剂低温作用机制与构效关系”的报告。报告聚焦柴油车冷启动低温尾气净化难题，提出针对250℃以下传统催化剂对氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物转化效能不足的痛点，采用铈锰、镧铁等稀土多级孔催化体系，借助晶格调控、元素掺杂及低贵金属修饰等策略构筑氧空位，协同提升低温活性。中国科学院大学张中申剖析了含杂原子VOCs易产生有毒副产物等治理难点，针对镧基钙钛矿、镧基六铝酸盐、二氧化铈负载钌单原子等体系开展催化改性，通过晶格调控、金属掺杂构筑氧空位并强化金属—载体电子相互作用，提升污染物降解效率，抑制含氯VOCs有毒副产物的生成。其团队开发的镧基双钙钛矿催化剂可在低温下高选择性地将硫化氢转化为单质硫，为复杂工况下含杂原子污染物的安全处置提供技术支撑。中国石化催化剂有限公司赵保槐以“稀土催化材料产业化现状与挑战：成本、性能与工程应用平衡的实践与思考”为题，分析了石化行业含氮VOCs治理过程中易产生NOₓ副产物、含卤素VOCs易导致催化剂中毒失活等难题，并介绍了其团队在钯钒钨钛、铈基稀土改性等催化体系研发方面的进展。团队通过优化催化剂组分及蜂窝催化剂制备工艺、推进催化剂工程化应用，实现了多类尾气中VOCs、氨和NOₓ的协同达标排放，为复杂组分烟气治理提供了产业化实践参考。

 

自由交流环节，青年科学家们围绕稀土催化VOCs低温活性的科学本质、实验室技术的边界、从基础研究迈向产业化的实现路径等话题展开讨论，并结合各自的研究专长提出了诸多创新性见解。其中，中国科学技术大学严涵建议跳出VOCs研究的固化框架，推动稀土催化与氨分解制氢等新兴场景的交叉融合，充分发挥氧化铈在贵金属分散、助剂改性上的独特价值。昆明贵研催化剂有限责任公司杨伟楠认为，需开发适配多品类、多工况的贵金属—稀土基VOCs普适催化技术。该类催化剂当前市场体量有限，尾气改造需求主要集中在排放标准严苛的东部沿海，从行业下一步发展看，中西部将是未来重要增量空间。有研稀土新材料股份有限公司赵政认为，行业应借助稀土储量优势并强化科普引导，立足VOCs治理与机动车尾气催化在缺陷调控、贵金属锚定分散等方面的共性科学问题，依托数据库推进上下游联合攻关，建立普适性的稀土催化材料自主设计准则与体系，为原创催化配方研发和颠覆性技术突破提供支撑。

 

经过深入研讨，与会青年科学家形成诸多共识。一是加快稀土催化材料数据库建设与开放共享，在统一数据标准、保障知识产权与数据安全的前提下，依托高通量实验、先进表征及多尺度仿真模型，系统积累高质量、标准化的材料数据资源，打通数据壁垒，消除数据孤岛，实现数据资源高效复用与快速迭代，支撑材料理性设计。二是重视催化剂放大过程中的工程效应，重点关注传质传热变化、孔结构演变、烟气粉尘影响及杂质中毒等现实问题，依托侧线试验缩小实验室小样与工业装置之间的性能差异，推动成果由基础研究迈向工业化示范。三是转变单一追求低温活性的研发思路，面向固定源复杂多变工况，开发广谱稳定型催化剂，结合蓄热换热系统进行集成设计与能效优化，统筹治理效果与系统能耗，拓宽催化剂有效工作温度区间。四是跳出仅聚焦催化剂配方的研究惯性，补齐产业化配套短板，同步解决载体涂层、制备工艺、检测装备与系统集成等工程问题，搭建现场中试/侧线平台，解决产学研之间的对接断层问题。五是审慎推进VOCs资源化研究，结合实际烟气组成、浓度、风量和国家“减污降碳、协同增效”目标，经技术经济与环境风险综合评估后，有针对性地选用催化消除或资源化利用技术路线。