在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)與綠色科技發(fā)展中，Pt（鉑）/Pd（鈀）貴金屬催化劑憑借優(yōu)異的催化活性、化學(xué)穩(wěn)定性和選擇性，被譽(yù)為“工業(yè)維生素”，成為諸多關(guān)鍵工藝不可或缺的核心材料。這類催化劑以鉑、鈀為核心活性組分，負(fù)載于氧化鋁、炭黑、二氧化鈦等載體上，通過調(diào)節(jié)活性組分粒徑、分散度及載體特性，實現(xiàn)對特定反應(yīng)的高效催化，降低反應(yīng)能耗與副產(chǎn)物生成。對于不熟悉催化材料與制備技術(shù)的讀者而言，理解其核心價值的關(guān)鍵，在于明確其本質(zhì)是通過貴金屬表面特殊的電子結(jié)構(gòu)與吸附性能，定向激活反應(yīng)分子，推動化學(xué)反應(yīng)在溫和條件下高效進(jìn)行。

從應(yīng)用場景來看，Pt/Pd貴金屬催化劑的身影遍布多個核心工業(yè)領(lǐng)域。汽車工業(yè)是其最大的需求市場，其中鈀主要用于汽油車尾氣凈化的三元催化器，催化一氧化碳（CO）和碳?xì)浠衔铮℉C）氧化為無毒的二氧化碳和水；鉑則更多應(yīng)用于柴油車及混動汽車的尾氣處理，協(xié)同銠等貴金屬實現(xiàn)氮氧化物（NO?）的還原凈化，當(dāng)前國六標(biāo)準(zhǔn)車輛的三元催化器中，單臺貴金屬總載量可達(dá)2-5g。在能源領(lǐng)域，Pt基催化劑是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心材料，用于陰極氧還原反應(yīng)（ORR），直接影響電池的能量密度與使用壽命，每輛燃料電池汽車目前需使用30-80克鉑金；同時在綠氫生產(chǎn)的電解水制氫工藝中，鉑也是關(guān)鍵催化組分。化工領(lǐng)域中，這類催化劑廣泛用于精細(xì)化工合成（如藥物中間體的不對稱加氫反應(yīng)）、大宗化工產(chǎn)品制備（如乙苯脫氫制苯乙烯），以及石油化工的加氫脫硫等過程，保障產(chǎn)品純度與生產(chǎn)效率。環(huán)保領(lǐng)域則多用于工業(yè)尾氣治理，如揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）降解、鋼鐵燒結(jié)煙氣中CO的催化燃燒等，其中Pt/Pd協(xié)同過渡金屬制備的催化劑，還能提升抗硫中毒能力，延長使用壽命。此外，在醫(yī)療（牙科材料、抗癌藥物合成）、玻璃制造（玻纖生產(chǎn)漏板）等領(lǐng)域，Pt/Pd貴金屬催化劑也發(fā)揮著不可替代的作用。

在Pt/Pd貴金屬催化劑的制備技術(shù)中，噴霧干燥法因具有高效、連續(xù)、可規(guī)模化生產(chǎn)的優(yōu)勢，被廣泛用于制備球形、高分散性的催化劑粉體。其核心原理是將含活性組分前驅(qū)體與載體的漿料霧化成微小液滴，在熱氣流中快速干燥，直接獲得粉末狀催化劑前體，再經(jīng)焙燒、還原等后續(xù)處理得到成品，能有效控制催化劑的粒徑分布、比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)，提升催化性能。以下三個來自不同應(yīng)用領(lǐng)域的詳細(xì)案例，可清晰展現(xiàn)那艾儀器噴霧干燥技術(shù)的應(yīng)用邏輯與優(yōu)勢。

第一個案例是新能源領(lǐng)域的質(zhì)子交換膜燃料電池Pt/C催化劑制備，這類催化劑是燃料電池電堆的核心組件，直接決定電池的動力性能與耐久性。制備時首先進(jìn)行溶液配制，將氯鉑酸（H?PtCl?）溶于乙醇-水混合液，加入Vulcan XC-72炭黑載體，通過超聲分散30分鐘確保炭黑均勻分散，避免后續(xù)活性組分團(tuán)聚。隨后采用氣流式噴霧干燥工藝，選用二流體噴嘴，通過0.3-0.5MPa的壓縮空氣將漿料霧化成1-5μm的微小液滴，該粒徑范圍能保證干燥后粉體的高比表面積。干燥過程中，熱氣流進(jìn)口溫度控制在180-200℃，出口溫度80-90℃，通過精準(zhǔn)控溫實現(xiàn)瞬間干燥，既避免了鉑前驅(qū)體的分解失活，又能防止炭黑載體高溫氧化。干燥后的粉體需經(jīng)過氫氣還原處理，在300℃下還原1小時，最終形成鉑納米顆粒（粒徑2-3nm）均勻負(fù)載于炭黑表面的Pt/C催化劑。該工藝制備的催化劑鉑利用率高達(dá)85%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)浸漬法的60%，起始還原電位達(dá)到0.95V（vs RHE），質(zhì)量活性1.2A/mg Pt，抗碳腐蝕能力顯著增強(qiáng)，可滿足氫燃料電池汽車電堆及固定式儲能電源的長期使用需求。

第二個案例聚焦環(huán)保領(lǐng)域，用于鋼鐵燒結(jié)煙氣CO催化燃燒的PtPd/VWMoTi蜂窩型催化劑制備，這類催化劑需解決燒結(jié)煙氣中低濃度SO?導(dǎo)致的中毒失活問題，同時適配現(xiàn)有脫硝裝置的工藝耦合需求。制備過程分為載體預(yù)處理與催化劑成型兩步，第一步先制備V、W、Mo摻雜的TiO?載體：將偏釩酸銨的草酸溶液、偏鎢酸銨、鉬酸銨與TiO?粉末、去離子水混合，制成固液比20-30%的漿料，攪拌浸漬后進(jìn)行噴霧干燥，再在400-550℃窯爐中焙燒、研磨，得到VWMoTi粉末載體。第二步負(fù)載Pt/Pd活性組分：將VWMoTi粉末載體浸漬于含鉑、鈀前驅(qū)體的溶液中（鉑前驅(qū)體選用氯鉑酸或四氨合硝酸鉑溶液，鈀前驅(qū)體為氯化鈀或硝酸鈀溶液），控制漿液固液比仍為20-30%，攪拌均勻后再次進(jìn)行噴霧干燥，同樣經(jīng)400-550℃焙燒，得到PtPd/VWMoTi催化劑粉體。后續(xù)加入羧甲基纖維素或聚氧化乙烯作為粘結(jié)劑混煉，經(jīng)12-48小時陳化、過濾后，在3-5MPa壓力下通過9-70孔模具擠出成型，制成蜂窩型催化劑坯體，坯體在60-80℃下干燥120-240小時（水分含量降至5%以下），最后經(jīng)400-550℃焙燒定型。該工藝通過兩次噴霧干燥，顯著提升了貴金屬與過渡金屬的分散性，催化劑中Pt含量控制在TiO?質(zhì)量的0.01-0.5%，Pd含量0.01-0.2%，V?O?、WO?、MoO?等過渡金屬含量各為1-8%，過渡金屬的摻雜增強(qiáng)了催化劑表面酸性，減少SO?吸附，提升抗硫中毒能力。實際應(yīng)用中，該催化劑在含低濃度SO?（≤30mg·m?3）的燒結(jié)煙氣中穩(wěn)定性優(yōu)異，能長期高效去除CO，實現(xiàn)減污與能源回收的雙重目標(biāo)。

第三個案例面向化工領(lǐng)域，用于甲苯完全氧化的Pt/Al?O?多孔催化劑制備，這類催化劑需具備高孔隙率與優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，以提升甲苯降解效率。制備采用覆盆子膠體模板（RCT）結(jié)合噴霧干燥的方法，先配制含鉑前驅(qū)體、Al?O?前驅(qū)體及覆盆子膠體模板的混合漿料，膠體模板的引入能在干燥后形成100-400nm的全連通大孔結(jié)構(gòu)，提升反應(yīng)物與活性位點的接觸效率。噴霧干燥過程中，采用壓力式噴嘴，通過5-10MPa壓力將漿料霧化成10-50μm的液滴，熱氣流進(jìn)口溫度300-350℃，出口溫度120-150℃，停留時間5-10秒，確保漿料充分干燥并形成球形顆粒。干燥后的粉體經(jīng)焙燒處理，去除膠體模板的同時，使鉑活性組分轉(zhuǎn)化為納米顆粒并牢固負(fù)載于Al?O?載體表面，最終形成高多孔性的Pt/Al?O?微球催化劑。該催化劑憑借獨特的大孔結(jié)構(gòu)與高分散的鉑活性位點，對甲苯完全氧化反應(yīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，且熱穩(wěn)定性突出，可用于化工園區(qū)VOCs治理的固定床反應(yīng)器中。

綜上，Pt/Pd貴金屬催化劑憑借其不可替代的催化性能，支撐著汽車、能源、化工、環(huán)保等多個關(guān)鍵行業(yè)的發(fā)展，而噴霧干燥法通過精準(zhǔn)控制粉體形貌與結(jié)構(gòu)，為這類催化劑的規(guī)模化、高性能制備提供了可靠技術(shù)路徑。從燃料電池的高效Pt/C催化劑到抗硫中毒的環(huán)保催化劑，再到高孔隙率的化工催化材料，噴霧干燥技術(shù)的靈活適配性，使其成為Pt/Pd貴金屬催化劑工業(yè)化生產(chǎn)的核心手段之一，隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化，未來還將進(jìn)一步提升催化劑的性能穩(wěn)定性與成本經(jīng)濟(jì)性。