催化燃烧是一种气固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化。在催化燃烧过程中，催化剂降低了反应的活化能，同时富集了催化剂表面上的反应物分子，从而提高了反应速率。 

借助催化剂，有机废气可以在较低的起燃温度下进行无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时释放大量的热量，达到了目的。   

在VOC的催化燃烧技术中，关键是催化剂的开发。催化剂的性能对废气破坏效率和能量消耗具有决定性的影响。根据催化剂中使用的不同活性成分，催化剂可分为两类：贵金属催化剂和非贵金属氧化物催化剂。 

根据催化剂的形状，催化剂可分为两类：颗粒催化剂和整体催化剂。  

 1。催化剂概述  

 1.1催化剂的活性成分  

催化剂的活性成分是最重要的成分，它直接影响催化效果。根据催化剂中使用的活性成分，催化剂可分为两类：贵金属催化剂和过渡金属催化剂。  

 1.2催化剂形状 

＃催化剂的形状不仅影响反应器中的压降，而且影响反应物和产物的扩散速率，以及反应选择性和转化率。因此，在催化燃烧反应期间，床中催化剂的形状对催化剂的催化燃烧性能有很大的影响。 

常用催化剂根据其形状可分为颗粒状和整体式催化剂。  

 1颗粒状催化剂  

催化燃烧是强烈的放热反应反应。颗粒催化剂将在反应过程中产生热点和局部高温。催化剂易于烧结和失活。同时，减少了颗粒状催化剂床的层。当包含灰尘的废气通过时，床很容易堵塞

；另外，该粒状催化剂强度低，易断裂且具有高电阻。 

因此，颗粒催化剂不适用于具有大空速和热效应的工业有机废气的催化燃烧。  

 2整体催化剂 

＃ ##单分子催化剂是指反应器中只有一种催化剂。英文名称是Monolith。它通常是具有许多狭窄，笔直或弯曲的平行通道[1]的整体式催化剂，对催化燃烧空间速度和热效应的影响更大。 

工业有机废气具有良好的应用前景。 

催化活性组分负载在通道壁上。这些通道为催化剂活性组分和反应气体提供了最大可能的接触面积，同时还使气体的压降最小。与传统的颗粒状催化剂相比，整体式催化剂具有以下优点[2]：1.床压降大大降低； 2催化活性物质涂层薄，内表面利用率高，特别适合于传质控制过程中反应速度快，空速大和

催化燃烧反应； 3气流分布均匀，无热点和窜流现象，大大降低了反应器径向和轴向的温度梯度； 4，不产生粉尘，不易被外来粉尘堵塞； 5机械强度

和良好的热稳定性； 6安装简单，可水平安装，气流可沿水平方向通过

，它也可以垂直安装，并且气流可以上下流动。  

整体催化剂通常由三部分组成：活性成分和添加剂，载体或涂层以及底物。 

基质主要起支撑催化涂层的作用，主要分为两类，一类是堇青石，氧化铝和莫来石等陶瓷基质。   

①蜂窝陶瓷基板  

#蜂窝陶瓷基体主要使用原料为耐火氧化物，铝酸盐和硅酸盐材料，例如氧化铝，氧化镁，二氧化钛，石英，氧化锆，尖晶石，堇青石和碳化硅。 

蜂窝陶瓷的优点是价格便宜，原料易得，生产工艺简单，性能基本满足使用需求，与各种催化剂活性组分的匹配性好，孔壁薄，抗热震性好。大多数制造商具有

优点，可以将其用作整体催化剂的基材。 

但是，蜂窝陶瓷基体也有一些缺点：1.不能减小常规制造过程中的蜂窝孔和壁厚，这限制了催化强度的进一步提高和床压降的降低。 2，陶瓷导热系数差，热容大； 3. 

处理汽车尾气时，陶瓷的机械强度不能完全承受行驶过程中气流和机械振动的影响。  

②蜂窝金属基材  

与蜂窝状陶瓷基体相比，蜂窝状金属基体具有以下优点[3]：1导热系数大，热量可以快速传递，从而达到起始温度或消散热量; 2壁薄，轻，床压降小。 

; 3机械强度高，抗振动； 4延展性好，易于加工成型； 5金属丝网基体具有三维多孔结构，允许气流在交错的多个孔中流动，具有更高的传热速率和传质效率。 

因此，金属蜂窝状基材克服了陶瓷蜂窝状基材的脆性和导热性差的缺点。 

然而，金属基材还具有一系列问题，例如高的热膨胀系数，涂层与金属基材之间的粘结强度低，容易剥离，工艺复杂以及价格相对较高。因此，它没有像陶瓷基材那样广泛使用。  

 3整体催化剂的制备  

主要有两种制备整体催化剂的方法。一种是用复合氧化物凝胶如氧化铝凝胶和其他复合氧化物凝胶涂覆催化剂基体，例如堇青石蜂窝状基体或金属蜂窝状基体，然后浸渍贵金属。 

。 

另一种方法是将贵金属浸渍在诸如氧化铝或其他材料的催化剂载体上，然后制备浆料并将其涂覆在催化剂基材上。在这两种方法中，前一种的制备过程相对简单。然而，由于在该方法中首先将氧化铝凝胶涂覆在催化剂基材上，所以所获得的氧化铝涂层不够坚固，易于脱落，并且贵金属分散在基材上。 

不好;在后一种制备方法中，贵金属分散良好，涂层相对稳定且坚固。 

因此，当前大多数后一种准备方法[4]。  

 2。芳烃催化燃烧催化剂的发展趋势  

目前，国内外催化燃烧芳烃废气处理催化剂的研究趋势是

：尽管非贵金属催化剂具有低成本和相对较好的热稳定性，但它们的低催化活性和较高的起燃温度使其难以实现工业应用。 

贵金属催化剂与其他金属相比具有无可比拟的优势，但是它们的稳定性差，价格高以及资源短缺限制了它们的大规模应用。 

因此，目前对催化燃烧催化剂的研究主要是通过添加非贵金属来改善贵金属催化剂的织构，结构，氧化还原等性能，提高催化剂的活性，选择性和稳定性，降低适量的贵金属，并实现单原子催化。 

贵金属催化领域的研究热点。  

 2当前的研究对象主要集中在容易催化和燃烧的甲苯上，而在结构上稳定且剧毒的苯，鲜有报道。 

此外，处理对象是单个的，并且大多数研究和开发工作都是在单个VOC上进行的，例如CH4，脂族烃，醇，醛，甲苯等。然而，实际的工业气体通常是组成非常复杂，包含醛，醇和芳香烃，例如苯和杂原子Cl，N 

，S有机物等。

从一种VOC的处理到多种VOC的同时处理，以及VOC和其他污染物的混合物。  

 3催化燃烧与其他控制技术结合使用，使其具有更广泛的应用范围，更高的处理效率和更低的能耗：例如吸附-催化燃烧，缩合催化燃烧等。  

 4仍然缺乏对氧化机理和反应动力学的深入研究。特别地，需要对反应路径和催化剂上发生的分子活性氧有更深的了解。 

此外，各种有机废气的混合物很容易导致催化剂失活。这一系列复杂的问题需要进一步探讨。  

结束语：  

总而言之，低含量贵金属非金属的开发低温催化活性高，稳定性好，效率高，适用性强，以苯为目标分子的贵金属整体催化剂已成为处理芳烃废气的催化剂的发展趋势。 

它不仅可以为社会带来巨大的环境和经济效益，还可以为其他有毒VOC的处理提供强大的技术支持。

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