文獻分享ES&T 硫中毒鈀催化劑的再利用：基於非自由基路徑PMS活化

【摘要】

對失活鈀基催化劑進行回收利用，不僅可以降低其工業使用的成本，而且可以節約廢物處理成本。由於硫中毒的Pd （PdxSy）具有較強的Pd-S鍵，很難再生，作者提出直接重複利用這些廢棄材料作為高效的PMS活化催化劑，透過類芬頓工藝去除汙染物。在不同中毒程度的PdxSy材料中，Pd4S是活化過氧一硫酸鹽最有效的催化劑，其汙染物降解效能可與Pd和Co2+媲美。此外，加入的S原子調節了Pd活性位點的表面靜電勢和電荷密度，使得催化路徑從表面束縛自由基向直接電子轉移路徑轉變，有利於苯酚的選擇性氧化。由於形成了較強的Pd-S鍵，減少了腐蝕，催化劑的穩定性也得到了改善。這項工作為鈀基工業廢棄物的升級回收和高階氧化催化劑的設計開闢了一條新途徑。

【背景】

工業上使用的鈀基催化劑容易失活，其再生過程需要在嚴苛的高溫環境下進行，同時高純氣體H2的使用，使得操作過程不安全。因此，在實際中，失活的PdxSy通常作為危險廢物被丟棄。這不僅會產生額外的處理成本，還會造成寶貴的Pd資源的浪費。 直接回收硫中毒鈀催化劑用於其他催化反應，提供了一種可能的思路。

【問題】

儘管有文獻報道PdxSy可以用於電催化氧還原和產氫反應，但是其催化活性一般。因此，需要探索這種材料更適合的應用領域。

【思路】

首先，大多數pd基材料能有效催化過氧一硫酸鹽（PMS）和永續性汙染物降解。其次，硫摻雜是金屬催化劑改性的常用策略，已被證明可以有效調節材料表面的電子態和其他電化學效能。

基於此，作者推測PdxSy可能適用於PMS活化。

【主要研究內容】

（1）探索PdxSy廢棄物作為PMS催化劑的潛力；

（2）確定影響該材料催化效能的關鍵活性組分；

（3）闡明Pd和PdxSy對PMS活化和汙染物降解的催化機理，主要關注硫的作用。

原文連結：https：//pubs。acs。org/doi/10。1021/acs。est。1c05048