作為典型的二次大氣污染物，顆粒物（PM）對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成了重大風(fēng)險(xiǎn)。科學(xué)管理的關(guān)鍵在于源頭控制，特別是通過抑制前體污染物的排放來實(shí)現(xiàn)PM的減少。作為PM的主要前體，揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）和煙塵在排放特性上存在差異[[1], [2], [3]–4]。然而，在多種典型的污染情景中，如廢物焚燒過程、生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)、柴油發(fā)動機(jī)、煤化工和石化生產(chǎn)設(shè)施中，VOCs和煙塵表現(xiàn)出顯著的共性[5]。這種共排放特性對減排技術(shù)提出了更高的要求。催化氧化技術(shù)已成為降解VOCs和煙塵的主要解決方案[6–8]。盡管VOCs和煙塵具有不同的化學(xué)性質(zhì)，但它們的催化氧化機(jī)制在氧活化途徑上具有基本的相似性。高性能催化劑是實(shí)現(xiàn)這些污染物高效氧化的技術(shù)基石。

已經(jīng)廣泛研究了多種類型的催化劑，包括鈣鈦礦型復(fù)合金屬氧化物[9,10]、稀土金屬氧化物[11,12]、負(fù)載Pt/Pd催化劑[7,8,13]和負(fù)載Ag催化劑[14,15]，用于VOCs和煙塵的催化氧化。在這些催化劑中，負(fù)載Ag催化劑由于其出色的氧活化能力而表現(xiàn)出高的催化氧化活性。負(fù)載催化劑上的銀物種被廣泛認(rèn)為是VOCs/煙塵催化氧化的活性位點(diǎn)，這主要?dú)w因于其吸附和活化O₂的能力[16]。此外，已經(jīng)提出了一種分散的Ag納米顆粒與載體之間的協(xié)同機(jī)制。在這種機(jī)制中，Ag物種的摻入顯著增強(qiáng)了表面化學(xué)吸附氧的活化。例如，Ag/ZrO₂在煙塵氧化方面的活性高于MnO_x/ZrO₂，這是由于金屬銀物種的顯著催化性能[17]。Shimizu K.I.比較了負(fù)載貴金屬（Ag、Pd、Pt和Ru）的SnO₂催化劑的催化活性[18]。在所有催化劑中，Ag/SnO₂在煙塵氧化方面表現(xiàn)出最高的活性，因?yàn)樾〕叽绲腁g納米顆粒具有高氧化性能，并且可以通過Ag–O–Sn鍵穩(wěn)定。Zhang W.等人合成了用于丙烷完全氧化的納米Co₃O₄和Ag/Co₃O₄催化劑[19]。隨著Ag含量的增加，獲得了更好的低溫還原性，同時(shí)Ag-Co₃O₄界面的數(shù)量也增加了。與其他無機(jī)載體相比，CeO₂具有獨(dú)特的氧儲存和釋放特性，使其成為催化氧化反應(yīng)的優(yōu)選基底[20,21]。通過調(diào)整CeO₂的形態(tài)和加強(qiáng)金屬-載體相互作用等方法可以增強(qiáng)Ag/CeO₂催化劑的活性[22,23]。例如，Einaga H.等人通過靜電紡絲合成了用于催化氧化的CeO₂和Ag/CeO₂納米纖維[24]。Ag納米顆粒與CeO₂之間的金屬-載體相互作用可能有助于提高催化活性。研究表明，Ag物種可以增加CeO₂的氧空位并增強(qiáng)表面化學(xué)吸附氧的還原性[25]。此外，Liu S.提出，負(fù)載在CeO₂上的Ag納米顆粒可以將原子O轉(zhuǎn)化為氧空位中的高活性O(shè)₂^?，而純CeO₂則傾向于形成低活性的O^2?[26]。

最近，非熱等離子體（NTP）被報(bào)道為一種簡便的催化劑制備方法[27,28]。通過NTP制備的負(fù)載金屬或金屬氧化物催化劑通常比通過傳統(tǒng)等體積浸漬法制備的類似催化劑表現(xiàn)出更高的催化活性，這歸因于NTP的特殊物理化學(xué)性質(zhì)[29]。來自氣體電離的高能電子可以達(dá)到10,000 ～ 100,000 K，從而引發(fā)催化劑的制備化學(xué)反應(yīng)。另一方面，電離氣體的宏觀溫度可以保持在較低水平，這有助于增強(qiáng)活性位點(diǎn)的分散性[30]。此外，NTP方法制備催化劑還可以在載體表面產(chǎn)生晶格缺陷或氧空位。在我們之前的工作中，我們發(fā)現(xiàn)H₂-等離子體的轟擊可以破壞SiO₂上的Si?O鍵，因?yàn)镠自由基具有優(yōu)異的能力[31]。在TiO₂上也觀察到了類似的結(jié)果。H₂-等離子體處理可以將Ti⁴⁺還原為Ti³⁺，并在TiO₂上形成氧空位[32]。含有氧空位的晶格缺陷顯著影響催化劑的活性。

在這項(xiàng)工作中，NTP被用于制備用于VOCs/煙塵催化氧化的Ag/CeO₂催化劑，并與傳統(tǒng)的等體積浸漬方法進(jìn)行了全面比較。通過XRD、SEM和TEM研究了Ag/CeO₂催化劑的形態(tài)結(jié)構(gòu)。通過XPS、EPR、O₂-TPD和拉曼光譜研究了催化劑的氧活化能力和催化氧化性能。