随着现代工业的快速发展，挥发性有机化合物(VOCs)已成为空气污染物的主要成分之一，并对生态环境和人体健康造成了严重的危害。在 VOCs 排放控制的众多技术中，催化燃烧被认为是最有效的方法。其中，烷烃类挥发性有机化合物被认为是 VOCs 中最稳定且最难消除的组分，大量产生于炼油厂、油田等石化行业和汽车尾气排放中。

我们利用 CeO2 特殊的储放氧性质，将其作为载体，针对丙烷催化燃烧设计制备了高性能的负载型贵金属催化剂催化剂，深入研究了 CeO2载体的形貌和储放氧特性对 Pd 或 Ru 活性位结构和催化剂活性的影。结果表明，在丙烷催化燃烧反应中，CeO2 不仅提供了更多的丙烷吸附位，还提供了额外的反应氧来源，使得丙烷在 CeO2 负载贵金属催化剂上反应时，存在额外的反应途径，从而导致其丙烷催化燃烧活性显著优于 Al2O3 和 TiO2 为载体的催化剂。在此基础上，进一步研究了 CeO2 载体的形貌对贵金属 Pd 存在状态和催化剂活性的影响。结果发现不同形貌 CeO2 载体暴露的不同晶面会显著影响 Pd 的化学状态。Pd 在 CeO2纳米棒和纳米立方体上主要以 PdxCe1-xO2-σ固溶体的形式存在，而在 CeO2 纳米八面体上主要以 PdOx纳米颗粒的形式存在，可以显著提升 C-H 键的活化能力，导致 Pd/CeO2 八面体催化剂具有最高的催化活性。

另一方面，为了提高负载型贵金属催化剂的活性，发展了两种高热稳定性贵金属催化剂的控制制备方法。首先，基于物理方法的稳定策略，以金属纳米粒子胶体为前驱体，利用惰性气氛下焙烧表面活性剂原位生成的炭层的位阻效应，抑制金属纳米粒子在高温时的迁移，制备出金属颗粒尺寸均一、稳定的贵金属催化剂。其次，基于化学方法的稳定策略，以常规方法制备的负载型贵金属催化剂为前驱体，利用多巴胺在催化剂表面优异的粘附性能，通过控制焙烧过程，增强贵金属与载体之间的相互作用，提高贵金属催化剂的稳定性。在上述研究的基础上，我们将制备的整体式催化剂应用于上海市化学工业区中丙烯两步氧化制丙烯酸工艺尾气的处理，目前正在进行侧线实验，着重聚焦丙烷的去除率，为形成成熟的低温、高效消除低碳烷烃的燃烧技术奠定基础。