摘要甲醇是重要的化工原料和溶剂, 也是一种典型的挥发性有机物(VOCs), 其排放会对人体和大气环境造成危害. 迄今为止, 最有效的消除低浓度VOCs的方法是催化氧化. 该方法具有VOCs去除效率高、起燃温度低、设备简单且无二次污染等优点. 众所周知, 负载贵金属催化剂对VOCs氧化显示良好的低温活性, 但反应气流中的水分会降低贵金属的催化性能. 研究表明, 与单一贵金属催化剂相比, 贵金属合金催化剂不仅具有高的催化活性, 而且还具有良好的水热稳定性. 尽管已有文献报道了二元贵金属合金催化剂对VOCs的催化氧化, 然而VOCs在三元贵金属合金上催化氧化的研究则较少. 本文采用三维有序介孔结构的二氧化硅(KIT-6)硬模板法和聚乙烯醇保护的硼氢化钠还原法制备了0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4, 0.84 wt% Ag0.54Au2.29Pd/meso-Co3O4和0.93 wt% Ag0.51Au0.65Pd/meso-Co3O4三元贵金属合金催化剂以及0.28 wt% Ag/meso-Co3O4, 0.35 wt% Au/meso-Co3O4和0.33 wt% Pd/meso-Co3O4单一贵金属催化剂. 利用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高角环形暗场-扫描透射电子显微镜(HAADF－STEM)、X射线光电子能谱(XPS)和氢气-程序升温还原(H2-TPR)技术表征了催化剂的物化性质. 催化剂的活性评价在固定床石英微型反应器中进行, 反应气组成为0.1% 甲醇 + 氧气 + 氮气(平衡气), 甲醇/氧气摩尔比为1/200, 空速约为80000 mL g–1 h–1, 利用气相色谱检测反应物和产物的浓度.广角度XRD结果表明, meso-Co3O4具有立方晶相结构. XRD谱中未检测到Ag, Au和Pd的衍射峰, 系贵金属负载量低且均匀分散在载体表面所致. 贵金属粒径为2.8?4.5 nm. 小角度XRD和TEM结果表明, meso-Co3O4具有有序介孔结构. 从HAADF-STEM照片可以观察到, 0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4中的贵金属形成了Ag-Au-Pd合金. BET结果显示, 所制得催化剂的比表面积为115－120 m2/g, 孔径为5.7－6.0 nm, 孔容为0.15－0.16 cm3/g. XPS结果表明, 贵金属与载体之间较强的相互作用使0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有最低的表面Co3+/Co2+摩尔比, 从而使该催化剂表面拥有更多的氧空位, 有利于吸附和活化氧气, 提高表面吸附氧浓度, 从而提高催化活性. 0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有最低的还原温度(即最好的低温还原性), 有利于催化活性的提高. 因此, 高分散的Ag0.75Au1.14Pd纳米粒子、高的吸附氧浓度、优良的低温还原性以及载体与Ag0.75Au1.14Pd粒子之间强的相互作用是0.68Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有最高催化活性(当空速为80000 mL g–1 h–1时, T50% = 100 °C和T90% = 112 °C)的主要原因. 在反应温度为110 °C和空速为80000 mL g–1 h–1的条件下, 向反应体系中分别引入3.0 vol%水蒸气和5.0 vol%二氧化碳, 甲醇转化率分别下降6.0%和7.0%; 当切断水和二氧化碳后, 甲醇转化率均恢复到在无水和二氧化碳时的数值. 因此, 水和二氧化碳对该催化剂的失活是可逆的. 换句话说, 0.68 wt% Ag0.75Au1.14Pd/meso-Co3O4具有优良的水热稳定性和抗二氧化碳中毒能力.