催化燃烧VOCs的三种过渡金属催化剂的活性比较_郭建光
含氯挥发性有机物废气(CVOCs)的催化氧化研究综述
第2期2021年4月No.2April，2021近年来，大规模生产和消费CVOCs 的产品以及不适当的处理方式，导致在环境中出现无组织排放的状况。
CVOCs 对大气产生持续性污染，对人体的危害非常大，具有强致癌、致畸、致突变的作用。
因此，利用低温高效的催化剂催化氧化CVOCs ，对CVOCs 产生的污染加以控制具有重要意义。
本研究对CVOCs 的催化燃烧法中常用的催化剂进行了归纳与比较。
催化燃烧法是治理含氯挥发性有机物的有效手段，在较低温度下，将废气中的CVOCs 在催化剂的作用下完全氧化为CO 2/CO 、H 2O 、Cl 2和HCl 。
氯代有机气体反应物被吸附于催化剂表面，降低了CVOCs 的活化能，加快了反应速率。
催化燃烧法相对于其他方法优点突出，具有操作温度低、能耗低、效率高、无二次污染等优点。
催化燃烧CVOCs 的常用催化剂分为三大类：第一类为负载贵金属催化剂，第二类为非贵金属催化剂（稀土以及过渡金属催化剂），第三类为固体酸催化剂。
1 负载贵金属催化剂贵金属催化剂以Pt （铂）、Pd （钯）、Ru （钌）、Au （金）、Rh （铑）等贵金属元素为活性组分。
负载贵金属催化剂由于具有较好的低温催化活性，被应用于催化氧化CVOCs 研究中。
Robert 等[1]研究以Pt/γ-Al 2O 3为催化剂催化氧化氯苯，发现在氯苯的催化氧化过程中，贵金属Pt 与Al 2O 3的相互作用增强了催化剂的氧化还原能力，而且反应过程中的多氯产物生成量明显降低。
Okumura 等[2]制备出多种活性组分催化剂—Au/Fe 2O 3-Pt/SnO 2-Ir/Al 2O 3复合催化剂，利用不同活性组分的协同作用，性。
但是贵金属催化剂在催化氧化CVOCs 的过程中，易与氯物种发生反应，导致失活，甚至发生亲电加氯反应和表面异构反应，转化为氯氧化物，再与氯苯类进一步反应，生成具有更高毒性的多氯产物，导致催化活性降低，稳定性较差。
Recent_Progress_in_Catalytic_Materials_for_Catalyt
Material Sciences 材料科学, 2011, 1, 10-16doi:10.4236/ms.2011.11003 Published Online April 2011 (/journal/ms/)Recent Progress in Catalytic Materials for Catalytic Combustion of Chlorinated Volatile OrganicCompounds#Xuehua Yang1, Aidong Tang1*, Xianwei Li21School of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha2Institute of Environment and Resource, Baosteel Co., Ltd., ShanghaiReceived: Mar. 14th, 2011; revised: Apr. 15th, 2011; accepted: Apr. 20th, 2011.Abstract: The research progress in the catalytic combustion of Cl-VOCs(Chlorinated Volatile Organic Compounds) is reviewed. In this review, the effects of the active species, catalyst support, water vapor and coking on the catalytic combustion reaction were summarized. The research related to noble metal catalysts mainly focuses on developing new supports and dual noble catalysts. The research on non-noble metal cata-lysts concentrate on the development of transition metal mixed oxide, perovskites and spinel catalysts; The chlorination of active species is regarded as an important reason for catalyst deactivation. Besides, the effects of water vapor and coking deactivation on the catalytic combustion process are discussed with considering the practical application. This review will be helpful in choosing an appropriate catalyst and the optimal reac-tion conditions for the removal of Cl-VOCs by catalytic combustion with high activity and high stability. Keywords:Catalyst; Noble metal; Metal oxide; Chlorinated Volatile Organic Compounds; Deactivation催化燃烧Cl-VOCs催化材料的研究进展#杨学华1，唐爱东1*，李咸伟21中南大学化学化工学院，长沙2宝钢股份研究院环境与资源研究所，上海收稿日期：2011年3月14日；修回日期：2011年4月15日；录用日期：2011年4月20日摘 要：从催化剂活性组分、催化剂载体、催化剂失活三个方面，对近年来催化燃烧含氯挥发性有机物(Cl-VOCs)催化剂的研究进行了总结。
催化燃烧如何选择催化剂
催化燃烧如何选择催化剂催化燃烧.催化燃烧技术，催化燃烧有哪些催化剂，催化燃烧法是一种高效清洁燃烧技术，主要利用催化剂使有机废气在较低的温度条件下充分燃烧。
相对其他处理技术，催化燃烧具有显著的优点：起燃温度低能耗少，处理效率高，无二次污染等，使之成为目前前景广阔的VOCs有机废气治理方法之一。
高效催化燃烧催化剂是催化燃烧技术的关键核心，以块状载体作为骨架基体的催化剂称为规整结构催化剂，也称为整体式催化剂。
由于具有特殊孔道结构，这类催化剂改善了催化反应床层上的物质传递，提高了催化效率，降低了压力，减少了操作费用，在石油化工、精细化工等多相催化反应中得到越来越广泛的应用。
RCO有机废气催化燃烧技术在日本、美国和西欧被广泛地应用于VOCs的治理,工艺设备非常成熟,相关的技术标准和使用规范已经非常完善,一些大公司都有自己的企业标准，对工艺设计、催化剂的性能要求、反应器制造和工程控制措施等都有详细的规定。
不同的燃烧工艺组合，形成4种基本的燃烧工艺方式：催化燃烧（换热），直接燃烧（换热），回热催化燃烧（RCo）,在此基础上还形成了转轮富集燃烧，陶瓷过滤器等方式。
回热燃烧（RTO）βRCO有机废气催化燃烧技术是指在催化剂的作用下，使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳，达到彻底治理的目的。
一、RCo有机废气催化燃烧工艺原理：催化净化是典型的气固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作甩在催化净化过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行；借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为C02和H20,同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。
在将废气进行催化净化的过程中，废气经管道由风机送入热交换器，将废气加热到催化燃烧所需要的起始温度。
经过预热的废气，通过催化剂层使之燃烧。
由于催化剂的作用，催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为250~300摄氏度，大大低于直接燃烧法的燃烧温度650〜800摄氏度，高温气体再次进入热交换器，经换热冷却，最终以较低的温度经风机排入大气。
《经典过渡金属复合物用于CO和VOCs催化氧化反应的研究》范文
《经典过渡金属复合物用于CO和VOCs催化氧化反应的研究》篇一一、引言近年来，环境污染和能源危机已经成为全球范围内的严重问题。
挥发性有机化合物（VOCs）和一氧化碳（CO）的排放不仅对环境和人体健康造成了巨大的威胁，还成为了可持续性发展进程中的一大障碍。
为此，研发出高效的催化材料来有效促进CO 和VOCs的催化氧化反应成为了研究的热点。
过渡金属复合物因其在催化过程中的优异性能和丰富的化学反应性，被广泛用于此类反应中。
本文将重点探讨经典过渡金属复合物在CO和VOCs 催化氧化反应中的应用。
二、过渡金属复合物及其在催化中的应用过渡金属复合物是一类具有特殊电子结构和化学性质的化合物，其中心离子多为过渡金属元素。
这类化合物在催化领域具有广泛的应用，尤其是对于氧化反应。
它们能够有效地激活反应物分子，降低反应的活化能，从而提高反应速率和选择性。
在CO和VOCs的催化氧化反应中，过渡金属复合物通常作为催化剂或催化剂的前驱体。
它们能够与氧气或其他氧化剂发生作用，生成活性氧物种，进而与CO和VOCs发生反应，生成无害的二氧化碳和水等物质。
三、经典过渡金属复合物在CO和VOCs催化氧化反应中的应用（一）金基催化剂金基催化剂是一种常用的经典过渡金属复合物催化剂。
它具有优异的CO氧化性能，同时对VOCs的氧化也具有很高的活性。
金基催化剂的优点在于其具有良好的稳定性和抗中毒能力，且对氧气和其他反应物的亲和力适中，能够有效地促进反应的进行。
（二）铜基催化剂铜基催化剂是另一种广泛应用于CO和VOCs催化氧化反应的过渡金属复合物。
铜基催化剂具有较高的活性和选择性，能够在较低的温度下实现高效的催化氧化反应。
此外，铜基催化剂还具有较好的抗积碳性能，能够在长时间运行中保持较高的活性。
（三）其他过渡金属复合物除了金基和铜基催化剂外，还有其他过渡金属复合物也被用于CO和VOCs的催化氧化反应中。
例如，钯基、铂基等贵金属催化剂具有优异的催化性能和高稳定性，能够有效地促进反应的进行。
VOCs催化燃烧技术
2 催化燃烧的特点
2. 1 起燃温度低 ,节省能源 有机废气催化燃烧与直接燃烧相比 ,具有起
燃温度低 、能耗低的显著特点 。在某些情况下 ,催 化燃烧达到起燃温度后便无需外界供热 。 2. 2 适用范围广
催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气 及恶臭气体 。对于有机化工 、涂料 、绝缘材料等行 业排放的低浓度 、多成分 、无回收价值的废气 ,采 用吸附 2催化燃烧法的处理效果更好 。 2. 3 处理效率高 ,无二次污染
用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都
在 95%以上 ,最终产物为无害的 CO2 和 H2 O (杂 原子有机化合物还有其他燃烧产物 ) ,且由于燃 烧温度低 ,能大量减少 NOX 的生成 ,因此不会造 成二次污染 。
3 催化剂及催化燃烧动力学
3. 1 催化剂种类 燃烧型催化剂的种类比较多 ,按活性成分大
6. 1 溶剂类污染物的净化处理 这类污染物量大面广 ,主要是三苯 (苯 、甲苯
和二甲苯 ) 、酮类 、醇类及其他一些含氧衍生物 等 。詹建锋 [ 14 ]采用吸附 2催化燃烧法治理彩印厂 三苯废气 ,治理前废气浓度为 1 320 m g /m3 ,治理 后浓度小于 50 mg /m3 ,达到福建省 DB35 /156293 要求 。刘忠生等 [ 15 ]对主要含烃类污染物的石化
贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs)：活性组分、载体性质等的影响
贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs)：活性组分、载体性质等的影响讨论背景：挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)是指常温下沸点为50～260 ℃的一系列有机化合物，是重要的大气污染物。
VOCs不仅参加光化学烟雾的形成，还可导致呼吸道和皮肤刺激，甚至诱使机体产生癌变，对环境和人体健康构成了很大威逼。
因此，VOCs处理技术日益受到重视。
已开展应用的VOCs处理技术包括汲取法、吸附法、冷凝法、膜分别法、生化法、低温等离子体法、光催化氧化法、直接燃烧法和催化燃烧法等。
其中，催化燃烧法可以处理中、低浓度的VOCs，在相对较低的温度下实现催化氧化，降低了能耗，削减了二次污染物的排放，目前已成为消退VOCs最重要的技术之一。
催化剂的设计合成是催化燃烧技术的关键。
贵金属因优异的低温催化活性和稳定性而受到讨论者的广泛关注。
贵金属价格昂贵，储量稀缺，为提高其使用效率，通常将贵金属负载到载体上，得到负载型催化剂。
本文讨论了近期贵金属催化剂对VOCs催化燃烧的文献报道，从活性组分、载体两方面对最新的成果进行综述，将为今后催化燃烧VOCs的讨论供应肯定参考。
一摘要催化燃烧技术是目前处理挥发性有机物(VOCs)最有效的技术之一。
在用于催化燃烧VOCs的催化剂中，贵金属因其优异的催化活性而受到众多关注。
从活性组分和载体两方面，对贵金属催化剂催化燃烧VOCs的最新报道进行综述。
目前，催化剂活性组分的讨论重点在于铂、钯、金等单组分贵金属的改性和双组分贵金属的设计合成；对载体的讨论主要涉及酸性、孔结构以及载体与金属的强相互作用。
将来还需进一步提名贵金属催化剂的抗中毒性能。
二活性组分贵金属催化剂通常以Pt、Pd、Au等金属作为活性组分，其中对Pt、Pd的讨论起步较早，对Au的讨论也在近几年内得到了更多关注。
表1总结了近期关于贵金属催化剂的讨论成果。
1.Pt催化剂总体上看，Pt催化剂对苯、甲苯具有较高的催化燃烧活性，在处理含氯VOCs时有更高的CO2选择性，但难以催化氧化乙酸乙酯，且易受CO中毒的影响。
催化燃烧如何选择催化剂
催化燃烧如何选择催化剂催化燃烧是一种重要的化学过程，广泛应用于工业领域。
选择适合的催化剂对于提高反应效率、降低能耗和污染物生成具有重要意义。
在选择催化剂时，需要考虑物理属性、化学特性和经济可行性等因素。
以下是选择催化剂的一些重要考虑因素：1.活性和选择性：催化剂应具有高活性和选择性，能够催化燃烧反应发生并产生所需的产物，而不产生副反应产物。
活性通常是指单位催化剂表面上活性位点的数量，可以通过表征催化剂表面特性、颗粒大小和孔结构等来评估。
2.稳定性：催化剂需要在高温和高压的条件下保持稳定性，以便长期使用。
高温下的热稳定性和抗冲刷性是催化剂稳定性的主要考虑因素。
此外，催化剂还需要抗中毒物质和积碳等不良反应。
3.可再生性和耐用性：催化剂应具有可再生性，能够通过再生或再生技术进行重复使用，从而减少成本和资源消耗。
耐用性评估了催化剂在多次使用后的性能衰减程度。
4.中毒物质：选择催化剂时需要考虑燃料和反应物中的中毒物质对催化剂的影响。
中毒物质可以降低催化剂的活性和选择性，甚至导致催化剂失效。
因此，在选择催化剂时需要尽量减少对中毒物质的敏感性。
5.经济可行性：催化剂的选择还要考虑成本和经济效益。
成本包括催化剂的制备、再生和维护等费用。
经济效益可以通过比较催化燃烧和非催化燃烧相对的能耗、产率和商品化程度来评估。
除了上述因素，催化剂制备的可行性、催化剂的使用寿命和易于回收等也是选择催化剂的重要考虑因素。
此外，研究催化剂的催化机理和反应动力学也有助于选择优秀的催化剂。
对于不同类型的催化燃烧反应，具体的选择催化剂的方法可能有所不同。
例如，在汽车尾气处理中，选择适合的催化剂可以有效降低汽车尾气中的有害气体排放。
常用的汽车尾气催化剂包括贵金属催化剂如铂、钯和钌，以及过渡金属催化剂如铬、铁和钴等。
这些催化剂能够催化氧化反应和还原反应，将废气中的一氧化碳、氮氧化物和挥发性有机物转化为二氧化碳、水蒸气和氮气等无害物质。
在工业领域，选择催化剂通常需要进行实验室研究和大规模实验。
贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物(VOCs)的研究进展
%BCF ;^
&:%
%B!F ;0
$9C
%B9F ;^ e%BCF ;0
!C
&B"Fe&B9F WP
&$%
$F WP
&%&
!B%F WP
-
!##国家#自#然#科学#基#金#项目! $&"%&&9:$ (
收 稿 日 期 %$%&9 c%9 c%9
氧化"降低了能耗"减少了二次污染物的排放"目前已 成为消除 4?X\最重要的技术之一(
催化剂的设计合成是催化燃烧技术的关键( 贵金 属因优异的低温催化活性和稳定性而受到研究者的广 泛关注( 贵金属价格昂贵"储量稀缺"为提高其使用效 率"通常将 贵 金属 负载到载 体上"得 到 负 载 型 催 化 剂( 本文研究了近期贵金属催化剂对 4?X\催化燃烧的文献 报道"从活性组分+载体两方面对最新的成果进行综述" 将为今后催化燃烧 4?X\的研究提供一定参考( DC活性组分
$F WP
$99
$F WP
9%
8B%F WP
$!%
%B’!F WP
$!8
&B$&F WP
$CC
:BCF WP
&%’
&B!&FWP e$B8’5F;^
&8:
%B’’FWP e&B%%5F;^
催化燃烧技术处理挥发性有机化合物的研究进展
催化燃烧技术处理挥发性有机化合物的研究进展摘要：现如今，在挥发性有机化合物的处理中，催化燃烧技术多样化、适用范围广。
本文从贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、钙钛矿型催化剂、尖晶石型催化剂、催化作用机理和水蒸汽的影响等几个方面进行概述。
关键词：催化；燃烧技术；挥发性；有机化合物；研究进展1.催化燃烧技术处理概述催化燃烧技术是将有机化合物气体在较低的温度下，在催化剂的表面发生无火焰燃烧，彻底分解为水蒸汽与二氧化碳，同时释放热量。
要求催化剂能够在较低的起燃温度下实现 VOCs 的燃烧，并全部氧化分解为二氧化碳和水蒸汽，同时放出大量热能，方程式如下：2.催化燃烧技术处理 VOCs研究进展2.1贵金属型催化剂理论上几乎所有的金属都可以作为催化剂，在实际应用中以铂、铑、银、钯、钌等最为常见，其中铂、铑应用最广。
Huang等以邻二甲苯为目标降解物、γ-Al 2 O3为载体，研究了Pd、Pt、Au、Ag、Rh 等五种贵金属的降解性能，结果表明Pd/γ-Al2O3 的催化活性高于其他四种（Pd/γ-Al2O3＞Pt/γ-Al2O3 ＞Ag/γ-Al2O3 ＞Rh/γ-Al2O3＞Au/γ-Al2O3），160 ℃时的催化效率超过90%。
同样是以γ-Al2O3 作为催化剂载体，0.5 Pd/γ-Al 2O3、0.5 Pt/γ-Al 2O3、0.5Ru/γ-Al2O3 和0.16 Pd/0.16Pt/0.16 Ru（数字表示负载在γ-Al2O3上的金属材料质量分数）对甲醇的催化燃烧显示，T100的温度分别为220、190、210 和150 ℃。
骆潮明等以Pd 为活性组分，制备了整体式催化剂 Pd/Al2O3 /Fe-Ni 用于低浓度甲烷的催化燃烧，当反应器内温度达到 550 ℃时，甲烷的降解率达到 98 %左右。
贵金属型催化剂可以实现对VOCs 的低温催化燃烧、催化降解效率较高、不易硫中毒。
2.2非贵金属催化剂2.2.1过渡金属氧化物型催化剂贵金属型催化剂不适合大规模工业推广，对过渡金属氧化物作为催化剂的探索逐步发展。
催化燃烧去除VOCs污染物的进展
催化燃烧去除VOCs污染物的进展一、本文概述随着工业化的快速发展，挥发性有机物（VOCs）的排放问题日益严重，对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
催化燃烧作为一种高效、环保的VOCs处理技术，近年来受到了广泛关注。
本文旨在全面综述催化燃烧技术在去除VOCs污染物方面的最新进展，包括催化剂的研究、反应机理的探讨、工艺优化以及实际应用案例等。
通过梳理和分析相关文献，本文旨在为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考，推动催化燃烧技术的进一步发展和应用。
在概述部分，本文将首先介绍VOCs污染物的来源、危害以及治理的重要性。
随后，将重点介绍催化燃烧技术的原理、特点以及与传统燃烧技术的区别。
在此基础上，本文将综述催化燃烧技术在催化剂研究、反应机理、工艺优化等方面的最新进展，并评估其在实际应用中的效果。
本文还将讨论催化燃烧技术面临的挑战和未来的发展趋势，以期为VOCs污染治理领域的研究和实践提供有益的启示。
二、催化燃烧技术原理催化燃烧技术是一种高效的VOCs污染物去除方法，其基本原理是利用催化剂降低燃烧反应的活化能，使VOCs在较低的温度下发生完全氧化反应，生成无害的二氧化碳和水。
催化燃烧技术的核心在于催化剂的选择和设计，合适的催化剂能够显著提高反应速率，降低反应温度，从而实现高效、低能耗的VOCs去除。
催化燃烧过程通常包括三个基本步骤：吸附、表面反应和脱附。
VOCs分子被吸附到催化剂的表面活性位点上；然后，在催化剂的作用下，VOCs分子与氧气发生氧化反应，生成二氧化碳和水；反应产物从催化剂表面脱附，完成整个催化燃烧过程。
催化剂的种类和性能对催化燃烧效果具有重要影响。
目前，常用的催化剂主要包括贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和复合催化剂等。
贵金属催化剂如铂、钯、铑等具有较高的催化活性，但成本较高；过渡金属氧化物催化剂如铜、锰、铁等氧化物具有较好的催化性能和稳定性，成本相对较低；复合催化剂则通过不同催化剂的协同作用，进一步提高催化燃烧效果。
催化燃烧与RTO在卤素等有机废气治理中的技术分析
催化燃烧与RTO在卤素等有机废气治理中的技术分析所属行业: 大气治理关键词：催化燃烧技术 RTO技术 VOCs 催化燃烧分为：蓄热式催化热力氧化RCO（Regeneration Catalytic Oxidizer）和换热式催化热力氧化 CO（Catalytic Oxidizer）。
催化燃烧和蓄热式热力焚烧RTO（Regenerative Thermal Oxidezer）废气治理技术，是目前能够实现VOCs 达标排放的成熟技术。
两种技术从去除率、达标能力上来讲是一致的，但毕竟是两种截然不同的技术，在许多方面还是有区别的。
下面对两种技术进行比较。
一、催化燃烧技术反应温度低催化燃烧反应温度一般在250～400℃，热损失小，所需的能耗低；而RTO反应温度一般在800～1000℃（个别资料提到反应温度760℃，但需增加反应停留时间），热损失大，所需的能耗高。
二、催化燃烧技术不产生NOxRTO的反应温度比较高，会将空气中的氮气部分转化为NOx，并且这一转化率随着温度的提高、停留时间的延长会迅速提升，催化燃烧不会生成NOx。
据研究：1）一套20万m3/h处理量的RTO设备，其NOx排放量约等于一台35t/h的燃煤流化床锅炉。
2）在930℃时，在空气气氛下，N2和O2反应生成的热力型NOx 平衡浓度可以达到210ppm（265mg/m3），如果停留时间足够长，生成的NOx还会进一步增加。
3）《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》5.5.1一般规定：在一般规定中，对治理工程处理后可达到的排放水平以及净化设备运行过程中的环境保护要求、监测要求等进行了原则性的规定。
关于净化系统产生的二次污染物的控制在规范6.4中进行了规定。
在此，需要指出的是，RTO处理为高温燃烧，在此过程中，有可能会生成NOx，需要对其净化予以考虑，具体排放要求执行国家或地方的相关排放标准。
基于此，如果采用RTO技术治理VOCs，后续要采取脱硝措施。
VOCs催化净化(燃烧)贵金属催化剂
VOCs催化净化（燃烧）贵金属催化剂北极星VOCs在线讯:本人从1983年开始从事VOCs燃烧催化剂的研发工作，涉及催化剂的基础和应用研究，发表论文100多篇，发明专利30多件。
在燃烧催化剂开发领域，30多年经历了天然丝光沸石负载贵金属（Pt、Pd）催化剂；氧化铝负载负载贵金属（Pt、Pd）催化剂；堇青石蜂窝载体负载贵金属（Pt、Pd、Rh）催化剂和稀土非贵金属催化剂。
今天重点介绍VOCs催化净化（燃烧）贵金属催化剂在使用过程普遍关心的问题。
一、贵金属含量与催化剂性能在贵金属催化剂中，贵金属是构成催化剂成本的主要因素，贵金属含量的高低直接决定了催化剂的成本。
也就是说，高贵金属含量的直接后果是昂贵的催化剂。
贵金属催化剂除了环保上的应用，在石油化工、制药、精细化学品合成等领域也广泛使用。
自从出现催化剂到现在，如何降低贵金属含量是学术界和工业界努力的方向。
贵金属含量是影响催化剂性能的主要因素之一，但并非唯一的。
催化剂性能，除了贵金属含量，还与催化剂的制备工艺、助催化剂的使用、多元贵金属（Pt-Pd、Pt-Pd-Rh、Pt-Pd-Ru 等）的组合等有关。
只有通过不断探索研究，才能获得高性能催化剂配方和制备工艺，实现降低贵金属含量，提高催化剂活性、抗中毒性和使用寿命的目标。
由于影响催化剂性能的因素非常复杂，如活性组分（贵金属）的分布、贵金属的价态、活性组分与助催化剂之间的电子转移、贵金属的粒子尺寸------，因此研发一个高性能催化剂需要长期的努力。
讲一个简单的例子，如果贵金属保持相同，通过不同的制备方法可以获得贵金属分布不同的催化剂。
比如，球形催化剂有蛋壳型（贵金属在催化剂表面）；蛋白型（贵金属在中间）；蛋黄型（贵金属在最里面）；还有贵金属平均分布的催化剂。
这四种形式的催化剂虽然贵金属含量相同，但是催化剂的性能有天壤之别。
此外，对于蛋壳型催化剂的蛋壳的厚薄，也影响着催化剂活性和稳定性。
这个例子说明了贵金属含量不是唯一的决定因素。
催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展
催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展作者：宋伟才来源：《世界家苑》2018年第08期摘要：目前能够有效处理VOCs（挥发性有机物）的技术是催化燃烧，本篇文章主要从催化剂载体、催化剂活性组分、水蒸汽的影响、有效组分颗粒大小和催化燃烧反应中的积碳等内容，总结了近些年催化燃烧去除VOCs的最新进展。
根据分析可得，双组分贵金属催化剂和选择有效的载体是贵金属催化剂研究主要研究的重点；而非金属催化剂的研究就主要集中在钙钛矿、过渡技术复合氧化物及尖晶石型等催化剂的研制，另外还有载体对催化燃烧VOCs反应活性的影响及这些活性组分粒徑大小；除此之外，催化燃烧VOCs的反应还会受到催化剂积碳识货和水蒸汽等问题的影响。
希望通过本文的研究分析，可以为相关的从业人员提供一定参考借鉴。
关键词：催化燃烧；挥发性有机化合物；进展引言：VOCs（挥发性有机物）指的是在常压下沸点低于260℃，常温下饱和蒸汽压高于70Pa的有机化合物，如芳香烃、烯烃、醇类等，我们日常生活中比较常见的有装修材料、建筑材料、机动车尾气、厨房油烟等排放源；而在工业主要有石化工业和化工两种排放源，油漆、涂料和印刷工业的生产和使用。
VOCs（挥发性有机物）大部分都是有气味、有毒，甚至部分的还有致癌的风险，对人类的健康会产生巨大的威胁。
近些年来，VOCs已经成为我国污染源的主要组成，相关的危害事故也在不断出现，目前研究VOCs净化处理技术已经是社会关注的重点。
一、催化燃烧催化剂活性组分一般情况下，工业上的催化剂都是由助剂、活性成分和载体等组成，其中活性组分和它的颗粒大小、分布、催化剂载体对催化的寿命和效果具有比较大的影响。
贵金属和非贵金属是用于催化燃烧VOCs的催化剂的两个活性成分，其中贵金属主要是应用于低温催化燃烧，其优点是良好的抗硫性、较高的活性，缺点是价格比较高、资源短缺、活性组分容易烧结和挥发，容易引起氯中毒；非贵金属氧化物催化剂则包括了尖晶石型、钙钛矿型以及符合氧化物催化剂等，相比较贵金属来说，价格比较低，催化性能也相对比较好。
VOCs催化燃烧特性及影响因素研究进展
VOCs催化燃烧特性及影响因素研究进展1引言挥发性有机物（VolatileOrganicCompounds,VOCs）是指除甲烷及氟氯烃以外的常温下饱和蒸汽压超过70.91Pa或常压下沸点少于260℃的有机化合物，如脂肪烃、芳香烃、卤代烃、含氧烃[1]。
VOCs主要来自石油化工、建材、喷涂作业及内燃机不完全燃烧。
VOCs除了具有毒性或恶臭外，还是光化学烟雾的罪魁祸首。
近些年来，大气VOCs 污染受到人们广泛关注。
常见的VOCs污染末端控制技术主要有：吸收、吸附、冷凝、燃烧、生物降解[1-2]。
吸收、吸附及冷凝技术通常用于溶剂回收和预处理。
生物降解技术适合于极低浓度VOCs废气的处理，但降解速率慢，微生物对毒物敏感。
对于污染组分复杂，不适合回收溶剂的VOCs废气，通常采用燃烧技术。
传统的热力燃烧需要很高的燃烧温度，处理中、低浓度的VOCs时需要消耗大量的辅助燃料，存在运行成本高等缺点[2-3]。
而催化燃烧的燃烧温度低，减少或无需辅助燃料的消耗，具有运行成本低等优势，是一种高效、经济、可靠的VOCs污染控制技术。
2VOCs催化燃烧特性2.1VOCs催化燃烧的基本原理VOCs催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的剧烈氧化作用[3]。
在催化剂的作用下，VOCs在较低温度下进行无火焰燃烧被彻底氧化物CO2和H2O，释放出能量，反应方程式如式1所示。
对于CVOCs和SVOCs的催化燃烧，Cl、S分别转化为HCl/Cl2、SO2。
CmHn+(m+n/4)O2催化剂→mCO2+(n/2)H2O+Q(1)2.2催化燃烧的基本流程VOCs催化燃烧包括预热、催化反应、热回收三个基本流程。
工业排放的VOCs废气的温度通常较低，进入催化反应床之前需要预热，通常采用热交换器预热。
对于低浓度、低温度的VOCs废气，燃烧过程无法维持自身热平衡，需要消耗辅助燃料。
预热后的VOCs废气进入催化反应床，在催化剂表面发生无焰燃烧，被彻底氧化并释放出大量热能。
多种策略催化氧化vocs
多种策略催化氧化VOCs1. 引言VOCs（挥发性有机化合物）是一类在常温下易挥发的有机化合物，广泛存在于工业生产、交通运输和日常生活中的各种活动中。
由于其具有较高的挥发性和毒性，VOCs对人体健康和环境造成了严重的威胁。
因此，开发高效的催化氧化VOCs的策略成为了当前环境保护领域的研究热点之一。
本文将介绍多种策略催化氧化VOCs的方法，包括常见的催化剂、反应条件以及优化措施，旨在提供一些有关VOCs治理的参考。
2. 常见催化剂2.1. 贵金属催化剂贵金属催化剂是催化氧化VOCs常用的催化剂之一，如铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh）等。
这些催化剂具有较高的催化活性和稳定性，能够有效催化VOCs的氧化反应。
例如，Pt催化剂在低温下能够催化甲烷（CH4）的氧化反应，将其转化为CO2和H2O。
2.2. 过渡金属催化剂过渡金属催化剂也是催化氧化VOCs常用的催化剂之一，如铁（Fe）、铜（Cu）和锰（Mn）等。
这些催化剂具有较低的成本和较高的催化活性，在VOCs的氧化反应中表现出良好的催化效果。
例如，Fe催化剂可以催化甲醛（CH3CHO）的氧化反应，将其转化为CO2和H2O。
2.3. 分子筛催化剂分子筛催化剂是一种具有三维网络结构的催化剂，具有较高的比表面积和孔径大小可调的特点。
分子筛催化剂常用于VOCs的选择性催化氧化，能够在较低温度下实现高效催化。
例如，ZSM-5分子筛催化剂可以催化苯（C6H6）的氧化反应，将其转化为CO2和H2O。
3. 反应条件3.1. 温度温度是催化氧化VOCs反应中的重要参数之一。
在选择反应温度时，需要考虑催化剂的热稳定性和催化活性的平衡。
一般来说，较高的温度有利于提高反应速率，但也容易导致催化剂的失活。
因此，需要根据具体催化剂的特性和反应物的性质，选择合适的反应温度。
3.2. 压力压力是催化氧化VOCs反应中的另一个重要参数。
适当增加反应压力可以提高反应速率，促进反应物的吸附和氧化。
《2024年经典过渡金属复合物用于CO和VOCs催化氧化反应的研究》范文
《经典过渡金属复合物用于CO和VOCs催化氧化反应的研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，一氧化碳（CO）和挥发性有机化合物（VOCs）的排放问题日益严重，对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
因此，寻找高效、环保的催化氧化技术来处理CO和VOCs的排放成为了科研领域的热点。
经典过渡金属复合物因其独特的电子结构和催化性能，在催化氧化反应中表现出优异的性能，因此被广泛用于CO和VOCs的催化氧化反应。
本文将就经典过渡金属复合物在CO和VOCs催化氧化反应中的应用进行深入研究。
二、经典过渡金属复合物的概述经典过渡金属复合物，如铜、铁、钴、锰等金属的氧化物、硫化物、氮化物等，因其独特的电子结构和可调的物理化学性质，在催化领域具有广泛的应用。
这些金属复合物具有较高的催化活性、选择性和稳定性，能够在较低的温度下实现CO和VOCs的有效催化氧化。
三、经典过渡金属复合物在CO催化氧化中的应用CO是一种无色无味的有毒气体，对环境和人体健康具有极大的危害。
经典过渡金属复合物在CO催化氧化中表现出优异的性能。
例如，铜基催化剂在低温下对CO氧化具有较高的活性，其催化机理主要涉及氧分子的活化、CO分子的吸附和氧化等过程。
此外，铁、钴、锰等金属氧化物也在CO催化氧化中发挥了重要作用。
四、经典过渡金属复合物在VOCs催化氧化中的应用挥发性有机化合物（VOCs）是造成光化学烟雾和臭氧层破坏的主要来源之一。
经典过渡金属复合物在VOCs催化氧化中也表现出良好的性能。
研究表明，钒基催化剂在VOCs的催化氧化中具有较高的活性和稳定性。
此外，铜、铁、钴、锰等金属氧化物也在VOCs的催化氧化中发挥了重要作用。
这些催化剂主要通过提供活性氧物种，促进VOCs的氧化反应。
五、经典过渡金属复合物的优化与改进为了提高经典过渡金属复合物在CO和VOCs催化氧化反应中的性能，科研人员进行了大量的研究工作。
一方面，通过改变金属的类型和比例，调节催化剂的电子结构和物理化学性质，以提高其催化活性。
挥发性有机物催化燃烧用贵金属催化剂的研究进展
2020年8月 贵 金 属 Aug. 2020第41卷第3期Precious MetalsV ol.41, No.3收稿日期：2020-02-28第一作者：唐振艳，女，博士，副研究员，研究方向：稀贵金属催化材料。
E-mail:*********************通讯作者：侯文明，男，高级工程师，研究方向：贵金属化学。
E-mail:***********.cn挥发性有机物催化燃烧用贵金属催化剂的研究进展唐振艳，刘 锋，左 川，侯文明*(贵研铂业股份有限公司 稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室，昆明贵金属研究所，昆明 650106)摘 要：催化燃烧技术是目前处理挥发性有机物(VOCs)废气最有效技术之一。
贵金属催化剂因具有高活性和稳定性，广泛应用于挥发性有机物催化氧化反应中。
综述了近年来国内外VOCs 用贵金属催化剂研究进展，阐述了Pd 、Pt 和Au 等不同贵金属活性组分的种类、制备方法、颗粒尺寸、协同效应，以及载体性质和载体-活性金属的作用等对催化剂性能的影响，最后，对贵金属催化剂的研究方向进行了展望。
关键词：废气治理；挥发性有机物(VOCs)；催化燃烧；贵金属催化剂中图分类号：X51；O643.3 文献标识码：A 文章编号：1004-0676(2020)03-0085-09Progress of Precious Metals Catalysts for Catalytic Combustion of Volatile Organic CompoundsTANG Zhen-yan, LIU Feng, ZUO Chuan, HOU Wen-ming *(State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals, Sino-platinum Metals Co. Ltd., Kunming Institute of Precious Metals, Kunming 650106, China)Abstract: Catalytic combustion is currently one of the most effective technologies for treating volatile organic compounds(VOCs). Precious metals catalysts have been widely used in the catalytic oxidation of VOCs due to their high activity and stability. The research progress of precious metal catalysts were reviewed. The effects of types of active components (Pd, Pt and Au), particle size, preparation methods, synergetic effect, carrier properties and the interaction between carriers and active metals on the performance of catalysts were systematically discussed. At last, the research directions for the catalysts were proposed.Key words: waste gas treatment; VOCs; catalytic combustion; precious metals catalyst挥发性有机物(VOCs)是指在常温下饱和蒸气压大于70 Pa ，常压下沸点在50℃~260℃的有机化合物，包括烃类、芳香烃、卤代烃、氧烃和氮烃等。
工业voc处理催化剂
工业voc处理催化剂工业VOC处理催化剂在工业生产过程中，挥发性有机化合物（VOCs）是一种常见的污染物。
VOCs不仅对环境造成了污染，还对人类健康产生了潜在的危害。
因此，开发有效的VOCs处理技术成为了工业界的迫切需求。
其中，催化剂在VOCs处理中起到了重要的作用。
催化剂可以通过提供有效的反应表面，降低活化能，促进VOCs分解和氧化反应。
在工业VOC处理中，常用的催化剂包括贵金属催化剂、过渡金属催化剂和氧化物催化剂等。
这些催化剂具有良好的催化活性和稳定性，可以在适宜的工作温度下高效处理VOCs。
贵金属催化剂是一类常用的VOCs处理催化剂。
例如，铂、钯和铑等贵金属催化剂在VOCs的氧化反应中具有较高的催化活性。
这些催化剂可以通过吸附VOCs分子，提供反应表面，并在适宜的温度下促进VOCs的氧化反应。
贵金属催化剂的优点是具有较高的选择性和抗中毒性能，但由于成本较高，需要在工业应用中进行经济性评估。
过渡金属催化剂也是常见的VOCs处理催化剂。
例如，铜、锌、镍等过渡金属催化剂在VOCs的催化氧化反应中表现出良好的活性和选择性。
这些催化剂可以通过提供活性位点和调节反应中心的电子状态来促进VOCs的氧化反应。
过渡金属催化剂具有催化活性高、成本低的优点，因此在工业应用中得到了广泛的应用。
氧化物催化剂是VOCs处理中的另一类重要催化剂。
例如，二氧化钛、氧化锌和氧化铝等氧化物催化剂具有较高的催化活性和稳定性。
这些催化剂通过吸附VOCs分子并在适宜的温度下促进氧化反应，将VOCs转化为无害的二氧化碳和水。
氧化物催化剂具有催化活性高、稳定性好、价格低廉等优点，因此在工业VOC处理中得到了广泛的应用。
除了催化剂的选择外，VOCs处理过程中的反应条件也对催化效果起着重要的影响。
例如，温度、压力、氧气浓度和VOCs浓度等因素都会对催化剂的活性和选择性产生影响。
因此，在工业VOC处理中，需要根据具体情况优化反应条件，以提高催化剂的效率和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华南理工大学学报(自然科学版)第32卷第5期Journal of South China University of TechnologyVol .32 No .52004年5月(Natural Science Edition )May 2004文章编号:1000-565X (2004)05-0056-04催化燃烧VOCs 的三种过渡金属催化剂的活性比较＊郭建光1 李 忠1 奚红霞1 何余生1 王伯光2(1.华南理工大学化学工程研究所,广东广州510640;2.广州市环境检测中心站,广东广州510030)摘 要:利用浸渍法将过渡金属硝酸盐溶液沉积在γ-Al 2O 3上,通过焙烧制得三种过渡金属氧化物催化剂CuO /γ-Al 2O 3、CdO /γ-Al 2O 3和NiO /γ-Al 2O 3.通过催化燃烧销毁乙醇、丙酮和甲苯的实验,对催化剂活性进行了评价.实验结果表明,在催化剂作用下,三种挥发性有机化合物VOCs 催化燃烧的起燃温度和完全燃烧温度都明显低于它们的燃点,其中CuO /γ-Al 2O 3催化剂的催化活性优于CdO /γ-Al 2O 3和NiO /γ-Al 2O 3催化剂,它对丙酮、乙醇和甲苯的催化起燃温度分别是180,190和230℃,另外对于催化燃烧VOCs ,挥发性气体分子的极性越大就越容易被氧化.关键词:过渡金属;催化剂;催化燃烧;挥发性有机物中图分类号:TQ 032.41 文献标识码:A 收稿日期:2003-10-20＊基金项目:国家自然科学基金资助项目(20176012);教育部博士点基金项目(20020561010);广东省科技攻关计划项目 作者简介:郭建光(1978-),男,博士生,主要从事环境与化学工程的研究.E -mail :jgguo @scut .edu .cn 挥发性有机化合物(VOCs )是一类主要的空气污染物,给人类的生命和健康以及环境带来严重的危害[1,2].目前VOCs 的处理技术主要有吸附[3,4]、吸收、冷凝[5]、膜分离[6]、光催化降解[7]、生物降解[8]、等离子体技术[9,10]和催化燃烧技术等.催化燃烧技术最显著的优点就是能够在很低的浓度(小于1%)下进行操作,以及相对于热力燃烧而言具有更低的操作温度.这些优点和节能的特性使之成为目前最有应用前景的VOCs 销毁方法之一.在催化燃烧技术中,催化剂是关键,其性能的优劣对销毁效率和能耗有着决定性的影响.在催化燃烧中用得较多的催化剂是贵金属催化剂,如Pt ,Pd ,Au 和Rh 等是典型的贵金属催化剂[11～13].这类催化剂通常负载在载体上,其活性高,选择性好,但是价格昂贵,并且容易中毒.因此寻找价格低廉、催化活性较好的催化剂是催化燃烧技术得以广泛应用的关键.本研究利用浸渍法将Cu ,Cd ,Ni 三种过渡金属的硝酸盐溶液浸渍在γ-Al 2O 3颗粒上,经过焙烧制备得到三种金属氧化物催化剂,通过对乙醇、丙酮和甲苯这3种VOCs 气体进行催化燃烧,来考察反应的起燃温度和完全燃烧温度,从而比较三种催化剂的催化活性.1 实验1.1 实验材料和仪器乙醇、丙酮和甲苯为分析纯;硝酸铜、硝酸镉和硝酸镍为化学纯,γ-Al 2O 3(美国Merck 公司).FA /JA 系列上皿电子天平(上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂);DF -101B 集热式恒温磁力搅拌器(浙江乐清市乐成电器厂);GC112型气相色谱仪(上海仪器分析总厂);ASAP2010M 快速比表面测定仪(美国Micr omet -rics 公司);流量控制器(北京七星华创电子股份有限公司);温度显示仪(福建百特工控公司).1.2 实验方法1.2.1 催化剂的制备将40～60目的γ-Al 2O 3颗粒分别加入到浓度均为0.5mol /L 的Cu (NO 3)2、Cd (NO 3)2和Ni (NO 3)2溶液中,然后浸渍12h ,过滤、干燥,最后在500℃下焙烧5h ,就可以制得CuO /γ-Al 2O 3、CdO /γ-Al 2O 3和NiO /γ-Al 2O 3三种负载金属氧化物的催化剂.1.2.2 催化剂的比表面积和孔结构分析采用ASAP2010M 快速比表面积和孔径测定仪对所用催化剂进行比表面积和比孔容进行表征.实验条件:催化剂在300℃下脱气3h ,在-195.82℃条件下液氮吸附.吸附等温线采用B ET 二参数方程处理,计算比表面积及比孔容.1.2.3 催化剂活性评价采用常压固定床催化反应装置,以甲苯、乙醇、丙酮为目标反应物,考察γ-Al 2O 3和制备的三种催化剂的催化燃烧活性.实验流程如图1所示.由空气泵鼓进的空气分成两路,一路空气经过装有有机挥发性化合物液体的鼓泡器后,与另一路空气相混合,然后含有VOCs 的混合气进入固定床催化反应器,在催化床层进行催化燃烧反应.通过控制两路空气流量,可调节进入催化燃烧装置的VOCs 蒸汽浓度,其中反应器的直径为0.9c m ,催化剂装填高度为2cm ,反应气流速为160c m 3/min .通过六通阀取样,将反应后的气体导入到气相色谱仪,用氢火焰检测器(FID )进行定量分析.图1 催化反应实验装置Fig .1 Apparatus for the catal ytic activity tests1—N 2钢瓶;2—空气泵;3—储气瓶;4,5—质量流量控制器;6—气体混和器;7—VOCs 发生器;8—催化燃烧反应器;9—温度显示仪;10—六通阀;11—气相色谱仪;12—色谱工作站;13—尾气2 实验结果与讨论2.1 催化剂比表面积和孔径分析采用ASAP2010M 快速比表面积测定仪,对γ-Al 2O 3和制备的三种催化剂进行比表面及比孔容表征,测定结果如表1所示.从测试结果可以看出,对于同一种载体γ-Al 2O 3负载的三种氧化物催化剂,它们的比表面积和孔径变化不大,这是因为用浸渍方法制备的载体型催化剂,它们的比表面积和孔径基本与载体时相当.所以这三种均以γ-Al 2O 3为载体的催化剂的活性差异主要取决于各个金属氧化物催化剂的活性金属.表1 催化剂的比表面积和孔结构Table 1 Surface areas and pore structure of catalysts催化剂BET 比表面积/(m 2·g -1)比孔容/(cm 3·g -1)CuO /γ-Al 2O 3104.60.2207CdO /γ-Al 2O 3100.80.2280NiO /γ-Al 2O 3103.40.2353γ-Al 2O 3123.80.23702.2 催化剂的活性评价图2反映的是依次用γ-Al 2O 3以及所制备CuO /γ-Al 2O 3,CdO /γ-Al 2O 3,NiO /γ-Al 2O 3三种过渡金属氧化物催化剂对乙醇、丙酮和甲苯三种有机挥发性气体的催化氧化转化率与反应温度的关系.通过对这三种有机挥发性气体催化燃烧时的起燃温度(转化率达到10%)和完全燃烧温度(转化率达到95%)来考察其催化活性.表2列出了γ-Al 2O 3和三种催化剂对三种VOCs 催化氧化的起燃温度和完全燃烧温度.从表2中可以看出,相对于γ-Al 2O 3,三种过渡金属氧化物催化剂对丙酮、乙醇和甲苯催化燃烧的起燃温度和完全燃烧温度均有明显的降低.其中,CuO /γ-Al 2O 3催化剂的活性较高,对丙酮的催化燃烧而言,其活性已达到和超过Luo 等人[11]研制的Mn /Al 2O 3(260℃)和Co /Al 2O 3(280℃).表2 在催化剂作用下三种VOCs 催化燃烧的起燃温度与完全燃烧温度Table 2 Light -off temperature and total conversion temperature ofVOCs under the three prepared catalysts起燃温度/℃完全燃烧温度/℃催化剂 丙酮乙醇甲苯丙酮乙醇甲苯γ-Al 2O 3210240360390400520CuO /γ-Al 2O 3180190230260270350CdO /γ-Al 2O 314018022039038048057 第5期郭建光等:催化燃烧VOCs 的三种过渡金属催化剂的活性比较图2 反应温度与VOCs催化燃烧转化率的关系Fig.2 Relationship between reaction temperatures and conver-sion ratios of VOCs catalytical combustion 通常,丙酮的燃点温度为538℃,乙醇的燃点温度为423℃,甲苯的燃点温度为536℃.本实验中,在过渡金属氧化物催化剂作用下,三种有机挥发性气体的起燃温度明显降低.这是因为根据Mars-Van Krevelen氧化-还原机理[14],即:反应物中的氧并非直接来自气相,而是来自被吸附在金属氧化物催化剂中的氧,气相中的氧只是用来补充反应中在催化剂表面所消耗掉的氧.而这三种过渡金属氧化物CuO,CdO和NiO的金属离子的外层轨道分别为3d10 4s1,4d105s2和3d84s2,具有容易变价的倾向,使其能够在较低的温度下吸附氧,氧化反应的起始温度也较低.从图2中可以看出,对三种VOCs气体的催化燃烧,CuO/γ-Al2O3催化剂的催化活性优于CdO/γ-Al2O3催化剂和NiO/γ-Al2O3催化剂.这是由于CuO 是氧负离子过量型,晶格金属离子是吸附氧的中心,此种类型的金属氧化物能有效地吸附氧这类电子受体[15],所以它对三种VOCs的催化效果较好.另外,由图2还可以看出,三种有机物在同一催化剂上的催化活性差异很大,催化活性基本上是丙酮>乙醇>甲苯,这与三种VOCs分子的结构特点有关,乙醇具有—OH基以及丙酮具有—C O基,分子均呈极性,利用Hyperchem7.0量子化学计算软件进行优化后发现,丙酮、乙醇和甲苯的极性分别为3.011,1.865和0.229,而极性越强越易于被吸附在催化剂活性中心上,使其也更容易被氧化[16].3 结论利用浸渍法制得三种过渡金属氧化物催化剂CuO/γ-Al2O3,CdO/γ-Al2O3和NiO/γ-Al2O3,进行催化燃烧销毁乙醇、丙酮和甲苯,发现这三种VOCs催化燃烧的起燃温度和完全燃烧温度都明显低于它们的燃点温度,其中CuO/γ-Al2O3催化剂的催化活性优于CdO/γ-Al2O3和NiO/γ-Al2O3催化剂,它对丙酮、乙醇和甲苯的催化起燃温度分别是180,190和230℃.另外对于催化燃烧VOCs,挥发性气体分子的极性越大就越容易被氧化.参考文献:[1] Jones A P.Indoor air quality and health[J].At mospheric En-vironment,1999,33(28):4535-4564.[2] 吴永文,李忠,奚红霞,等.VOCs污染控制技术与吸附催化材料[J].离子交换与吸附,2003,19(1):88-95. [3] Pires Jo2o,Carvalho Ana,de Carvalho.Adsorption of volatile58华南理工大学学报(自然科学版)第32卷organic compounds in Y zeolites and pillared clays [J ].Mi -croporous and Mesoporous Materials ,2001,43:277.[4] Isaac Ray .Adsorption with actiued carbon [J ].Chem EngProgress ,1993,89(7):37-41.[5] En gleman ,Victor S .Updates on choices of appropriate tech -nology for control of VOC emissions [J ].Metal fini -shing ,2000,98(6):433-445.[6] John McCliiion .Membrane process capture viryl chloride andother VOC [J ].Chemical Processing ,1994(9):33-36.[7] 王红娟,李忠.半导体多相光催化氧化技术[J ].现代化工,2002,22(2):56-60.[8] Togna A Paul .Biological vapor -phase treatment us ing biliflterand biotricklin g filter peactors :Practical operating regimes [J ].Environ mental Progress ,1994,13(2):94-97.[9] Chang Jen -shih .Recent development of plasma pollution controltechnology :A critical review [J ].Science and Technology of Advanced Materials ,2001(2):571-576.[10] Yan K ,Heesch E J M .Elements of pulsed corona inducednon -thermal plasmas for pollution control and sustainable de -velop ment [J ].Journal of Electrostatics ,2001,51-52:218-224.[11] Luo Meng -fei ,Yuan Xian -xin ,Zheng Xiao -ming .Catalystcharacterization and activity of Ag -Mn ,Ag -Co and Ag -Ce composite oxides for oxidation of volatile organic compounds [J ].Applied Catal ysis A :General ,1998,175:121-129.[12] Gabriele Centi .Supported palladiu m catalysts in environmen -tal catalytic technologies for gaseous emissions [J ].Journal of Molecular Catal y s is A :Chemical ,2001,173:287-312.[13] Minic ò,Simona .In fluence of catalyst pretreatments onvolatile organic compounds oxidation over gold /iron oxide [J ].Applied Catalysis B :Environ mental ,2001,34(4):277-285.[14] 吴越.催化化学[M ].北京:科学出版社,1995.[15] Iamarino M ,Chirone R ,Lisi L .CuO /γ-Al 2O 3catalyst for thecombustion of methane in a fluidized bed reactor [J ].Catal -y s is Today ,2002,75:317-324.[16] Centeno M A .Catalytic combustion of volatile organic com -pounds on Au /CeO 2/Al 2O 3and Au /Al 2O 3catalysts [J ].Ap -plied Catalysis A :General ,2002,234:65-78.Activity Comparison of Three Transition Metal CatalystsUsed in the Catalytic Combustion of VOCsGuo Jian -guang 1 Li Zhong 1 Xi H ong -xia 1 H e Yu -sheng 1 Wang Bo -guang 2(1.Research Institute of Chemical Engineering ,South China Univ .of Tech .,Guan gzhou 510640,Guan gdong ,China ;2.Center of Guangzhou Environmental Monitoring Station ,Guangzhou 510030,Guangdong ,China )Ab stract :Three transition metal catalysts ,CuO /γ-Al 2O 3,CdO /γ-Al 2O 3and NiO /γ-Al 2O 3,were prepared by de -positing transition metal nitrate solutions on γ-Al 2O 3via impregnation .The catalytic activities of these three catalysts were compared by the catalytic combustion experiments of ethanol ,acetone and toluene .E xperimental results show that boththe light -off temperatur e and the total conversion temperature of the catalytic combustion of these three volatile organic compounds (VOCs )are much lo wer than the corresponding burning points ,that CuO /γ-Al 2O 3is of an more excellent catalytic activity than CdO /γ-Al 2O 3and NiO /γ-Al 2O 3,that the light -off temperatures of the catalytic c ombustion of ace -tone ,ethanol and toluene catalyzed by CuO /γ-Al 2O 3are respectively 180,190and 230℃,and that the stronger the polarity of VOCs is ,the easier the corresponding oxidation is .Key words :transition metal ;catalyst ;catalytic combustion ;volatile organic compound59 第5期郭建光等:催化燃烧VOCs 的三种过渡金属催化剂的活性比较。