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VOCs催化劑

催化劑性能通俗的說就是降低反應(yīng)溫度的幅度，在實(shí)際工業(yè)使用中，催化劑性能體現(xiàn)在使用溫度，使用壽命、和抗性能。由于這些問題在早期的文章中已有介紹，這里就不展開了。

但是，這里需要說明的是，催化劑是高科技產(chǎn)品，開發(fā)一個(gè)催化劑需要大量的科研投入的。比如一個(gè)實(shí)驗(yàn)室性能非常好的催化劑，很有可能無法產(chǎn)業(yè)化。講一個(gè)非常簡單的例子，搞催化研究的都知道，上世紀(jì)八十年代日本的Haruta發(fā)現(xiàn)的負(fù)載金催化劑對（CO）氧化超高活性，實(shí)驗(yàn)室可以在冰點(diǎn)（0 oC）將CO高效氧化成二氧化碳（CO2）。傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化處理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃燒法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。然而，早些年，燃?xì)鉄崴魇袌鲋杏幸豢钕鼵O的燃?xì)鉄崴?，煙道氣排出口處裝了一塊催化劑模塊，煙道氣溫度大約在120 oC左右，“測試初期濃度為0，持續(xù)了大概10分鐘濃度到達(dá)6ppm，濃度的時(shí)候達(dá)到26ppm?！保╤ttp://www.abi.com.cn/news/htmfiles/2014-6/142408.shtml），說明催化劑的活性下降很快。這就是實(shí)驗(yàn)室催化劑和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的差距。

有人說，VOCs反應(yīng)就是燃燒反應(yīng)，只要用上催化劑就可以了，事實(shí)上由于VOCs的化學(xué)成分不一樣，要求催化劑性能會有天壤之別。比如丙烷催化燃燒，普通的催化劑在實(shí)驗(yàn)室條件下400 oC很難有效催化，而200 oC就能完全消除了。催化燃燒中常用的催化劑是gui金屬類負(fù)載型的Pt，Pd催化劑，如Pd/Al2O3、Pd/ZrO2、Pt/Al2O3、Pt-Pd/Al2O3等，但因價(jià)格昂貴，容易中du失活，其應(yīng)用受到了限制。當(dāng)然，催化燃燒也不是的，在實(shí)際應(yīng)用中需針對適合催化燃燒場合。

催化燃燒的本質(zhì)以及優(yōu)點(diǎn) 

催化燃燒是典型性的氣—固相催化反應(yīng)速度，它依靠催化劑減少了反映的活化能，使其在較低的起燃溫度200～ 300℃下開展無焰燃燒，有機(jī)化學(xué)化學(xué)物質(zhì)空氣氧化產(chǎn)生在固態(tài)催化劑表層，另外造成CO2和H2O，并釋放很多的發(fā)熱量，以其氧化反應(yīng)溫度低，因此大大的地抑止了氣體中的N2產(chǎn)生高溫NOx。并且因?yàn)榇呋瘎┯锌蛇x擇性催化活性，有將會限定然料中含氮化合物(RNH)的空氣氧化全過程，使其大部分產(chǎn)生分子結(jié)構(gòu)氮(N2)。催化燃燒是典型的氣一固相催化反應(yīng)，在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時(shí)使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面，從而提高反應(yīng)速率。 與傳統(tǒng)式的火苗燃燒對比,催化燃燒擁有挺大的優(yōu)點(diǎn): (1)起燃溫度低，耗能少，燃燒易達(dá)平穩(wěn)，乃至到起燃溫度后不用外部熱傳導(dǎo)就能進(jìn)行氧化反應(yīng)。 (2)清潔高效率，空氣污染物(如NOx及不徹底燃燒物質(zhì)等)的排污水準(zhǔn)較低。 (3)融入吸氧濃度范疇大，噪聲小，無二次污染，且燃燒緩解，運(yùn)行花費(fèi)低，實(shí)際操作管理方法也很便捷。

 目前國內(nèi)外對用于催化燃燒處理芳烴廢氣催化劑研究的發(fā)展趨勢是：

       （1）雖然非催化劑成本低，熱穩(wěn)定性相對較好，但催化活性低、起燃溫度高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。催化劑具有其他金屬的優(yōu)越性，但是穩(wěn)定性較差、價(jià)格昂貴，資源短缺，制約了其大規(guī)模應(yīng)用。有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高，通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用，通過熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，低溫等離子廢氣處理正常操作下就能夠維持熱平衡，不需要補(bǔ)充熱量。所以目前對催化燃燒催化劑的研究，主要是通過添加非改善催化劑的織構(gòu)、結(jié)構(gòu)、氧化還原等性能，提高催化劑的活性和選擇性、穩(wěn)定性，降低用量，實(shí)現(xiàn)單原子催化也成為催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。