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本论文旨在实现高浓度CO2条件下低含量有机物的高效催化燃烧。针对低温甲醇洗工艺排放的CO2驰放气，选取甲烷作为研究对象，围绕Pd基催化剂，通过系统研究催化剂载体种类和性质对高浓度CO2条件下甲烷催化燃烧性能的影响，开发出具有良好活性的低含量甲烷燃烧催化剂，并初步探究了催化剂性能改善的原因。
首先，采用等体积浸渍法制备了不同载体（Al2O3、SiO2、CeO2、NaY和ZSM-5）的负载型Pd基催化剂，对比考察了不同载体催化剂在0/80%CO2气氛下催化燃烧甲烷的活性。研究发现，Al2O3、CeO2和NaY制备的催化剂均具有较优异的催化活性，Pd/Al2O3以其表面丰富的活性氧和PdO还原温度较低而活性最佳；SiO2、ZSM-5(40)和ZSM-5(200)作为载体时，因酸性较强以及催化剂表面大量的非活性氧，不利于高浓度CO2下的甲烷催化燃烧；以NaY为载体的催化剂活性受CO2影响较小，可能与载体较弱的酸性和微孔结构有关。
其次，通过掺杂MgO对Al2O3进行了改性，探究了载体Al-Mg中MgO含量和焙烧温度对催化剂活性的影响。结果发现，MgO的加入使催化剂酸性进一步减弱，随着MgO含量增加，催化剂活性先提高后下降，其中Pd/Al-5Mg催化活性最好；随着载体Al-5Mg焙烧温度升高催化剂活性提高，Pd/Al-5Mg(900)和Pd/Al-5Mg(1000)最佳。主要原因是催化剂表面形成了镁铝氧化物，而且Mg0.388Al2.408O4比MgAl2O4对催化活性影响更大。Mg0.388Al2.408O4为催化剂提供了丰富的活性氧物种以及改善了催化剂酸性，从而在甲烷催化燃烧反应中发挥作用。
最后，考察了Pd/Al-5Mg(900)和Pd/Al2O3在高浓度CO2气氛高空速下的性能，发现由于前者活性更高，使两者T90相差66℃。由于Mg0.388Al2.408O4对催化剂活性物种的稳定作用，使得Pd/Al-Mg(900)在高温焙烧后依然能使T90降低44℃，表明添加MgO改性Al2O3有效提高了Pd/Al2O3高空速反应性能和热稳定性。
首先，采用等体积浸渍法制备了不同载体（Al2O3、SiO2、CeO2、NaY和ZSM-5）的负载型Pd基催化剂，对比考察了不同载体催化剂在0/80%CO2气氛下催化燃烧甲烷的活性。研究发现，Al2O3、CeO2和NaY制备的催化剂均具有较优异的催化活性，Pd/Al2O3以其表面丰富的活性氧和PdO还原温度较低而活性最佳；SiO2、ZSM-5(40)和ZSM-5(200)作为载体时，因酸性较强以及催化剂表面大量的非活性氧，不利于高浓度CO2下的甲烷催化燃烧；以NaY为载体的催化剂活性受CO2影响较小，可能与载体较弱的酸性和微孔结构有关。
其次，通过掺杂MgO对Al2O3进行了改性，探究了载体Al-Mg中MgO含量和焙烧温度对催化剂活性的影响。结果发现，MgO的加入使催化剂酸性进一步减弱，随着MgO含量增加，催化剂活性先提高后下降，其中Pd/Al-5Mg催化活性最好；随着载体Al-5Mg焙烧温度升高催化剂活性提高，Pd/Al-5Mg(900)和Pd/Al-5Mg(1000)最佳。主要原因是催化剂表面形成了镁铝氧化物，而且Mg0.388Al2.408O4比MgAl2O4对催化活性影响更大。Mg0.388Al2.408O4为催化剂提供了丰富的活性氧物种以及改善了催化剂酸性，从而在甲烷催化燃烧反应中发挥作用。
最后，考察了Pd/Al-5Mg(900)和Pd/Al2O3在高浓度CO2气氛高空速下的性能，发现由于前者活性更高，使两者T90相差66℃。由于Mg0.388Al2.408O4对催化剂活性物种的稳定作用，使得Pd/Al-Mg(900)在高温焙烧后依然能使T90降低44℃，表明添加MgO改性Al2O3有效提高了Pd/Al2O3高空速反应性能和热稳定性。