揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCsCvolatileorganiccompounds)是一類毒性大,、污染嚴(yán)重的化學(xué)物質(zhì)。許多VOCs會使人體產(chǎn)生病變,，甚至致癌,；在光線照射下，VOCs生成光化學(xué)煙霧,，某些鹵代烴可導(dǎo)致臭氧層的破壞,。鑒于VOCs污染給地球環(huán)境和人類健康帶來的災(zāi)難性危害，世界各國相繼制定了一系列法規(guī),，要求消減VOCs的排放量,，因此，尋求有效治理技術(shù)已成為解決VOCs污染的必由之路,。目前VOCs污染控制技術(shù)主要有吸附,、吸收、冷凝,、膜分離,、光催化降解、生物降解,、等離了體降解,、直接燃燒以及催化燃燒技術(shù)等。其中催化燃燒技術(shù)是最為經(jīng)濟(jì)有效的治理技術(shù)之一,。在VOCS催化燃燒技術(shù)中,，催化劑性能的優(yōu)劣對催化效率和降低運(yùn)行成本有著決定性的影響。
催化燃燒設(shè)備VOCs的常用催化劑主要有貴金屬催化劑和金屬氧化物催化劑,。其中,，貴金屬催化劑以其優(yōu)異的催化活性在VOCs催化燃燒中得到廣泛的研究和應(yīng)用，但貴金屬價(jià)格昂貴,、資源缺乏且容易中毒,，所以，近年來開發(fā)低溫高活性,、高溫穩(wěn)定且抗中毒能力強(qiáng)的非貴金屬催化劑成為研究的熱點(diǎn),。本文作者從催化劑制備方法、活性組分種類及其顆粒,、催化劑載體等方面對單一金屬氧化物及其負(fù)載型催化劑,、復(fù)合金屬氧化物及其負(fù)載型催化劑以及鈣欽一型催化劑影響的研究成果進(jìn)行了評述，并綜述了水蒸氣影響催化劑活性的最新研究成果,。
催化劑在實(shí)際工業(yè)中應(yīng)用時(shí),，會受到廢氣中水蒸氣濃度的影響，廢氣中的水蒸氣主要來自于以下兩個(gè)方面：一是環(huán)境大氣中的水蒸氣(我國南方地區(qū)在大部分時(shí)問里,，空氣的相對濕度處于60%一85%,；二是直接燃燒或催化燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣,。由于廢氣中水蒸氣的相對濕度一般都大于50%因此，催化劑在實(shí)際工業(yè)中應(yīng)用時(shí),，其 VOC催化燃燒的活性會受到水蒸氣濃度的影響,。
水蒸氣對催化劑活性的影響通常有兩種。在反應(yīng)溫度為3500C時(shí),，它們的含量分別是69.1%,，1.1%和29.3%，而當(dāng)水蒸氣加入反應(yīng)體系時(shí),，它們的含量分別是100%,，0和0；說明水蒸氣加入后與C12反應(yīng),，使反應(yīng)正向進(jìn)行,，生成更多的揮發(fā)性HC1，減少中問產(chǎn)物C12在催化劑表面活性位上的覆蓋,，從而減少催化劑失活,，提高了催化劑活性?？疾炝顺粞踝鳛檠趸瘎r(shí),，水蒸氣對MnOx/y-A1z03催化劑催化燃燒苯的影響。在反應(yīng)時(shí)問為240min,、溫度為30℃下,，反應(yīng)體系中沒有水蒸氣時(shí)，苯的轉(zhuǎn)化率從98%降低到20%左右,；但當(dāng)0.7%的水蒸氣加入反應(yīng)體系時(shí),，苯的轉(zhuǎn)化率從98%降低到40%左右，水蒸氣的存在提高了催化劑活性,。經(jīng)TPO及FTIR分析說明水蒸氣促進(jìn)了覆蓋在催化劑表面活性位的中問副產(chǎn)物甲酸鹽和O3的反應(yīng),。
其二是水分了與VOCs分了在催化劑表面活性位上競爭吸附，覆蓋催化劑表面活性位,、或降低催化劑表面中強(qiáng)度的B酸酸位(一般認(rèn)為該酸位是催化燃燒VOCs的活性位)或幾種作用共存,，從而降低了催化劑活性。如當(dāng)進(jìn)樣體系中水蒸氣濃度從0增加到10%時(shí),，由于水蒸氣分了與甲苯分了在催化劑表面活性位上競爭吸附,，即使在反應(yīng)溫度高達(dá)300℃下，催化氧化甲苯的轉(zhuǎn)化率亦從85%下降到62%左右,。由于水分了在催化劑表面的競爭吸附，3種催化劑Cu0午A1z03,，Cu0/Si0：和Cu0/TiOz催化燃燒苯乙烯的活性都受水蒸氣影響,，它們的活性都隨水蒸氣濃度的增加而降低,。當(dāng)進(jìn)樣體系中水蒸氣濃度從0增加到2%時(shí)，在反應(yīng)溫度為200℃下,，VOx/TiOz催化燃燒C1VOC的轉(zhuǎn)化率能從48%下降到6%,，轉(zhuǎn)化率下降了42%。
值得注意的是,， 廢氣催化燃燒在該體系中,，水蒸氣除了對中問副產(chǎn)物C12有一定的去除作用外，其最主要的副作用是降低了催化劑表面中強(qiáng)度的B酸酸位,，減少了CVOCs分了在催化劑表面的吸附與反應(yīng),。由于后者起主導(dǎo)作用，因此即使水蒸氣去除了催化劑表面的副產(chǎn)物Cl2,，但催化劑活性還是隨水蒸氣濃度的增加而降低,。與此同時(shí)，水蒸氣抑制了CeOz催化劑催化燃燒TCE的活性,，認(rèn)為雖然在該體系中水蒸氣與副產(chǎn)物C12反應(yīng)生成揮發(fā)性HC1,，對整個(gè)催化反應(yīng)是有利的，但由于這種作用與它占據(jù)催化劑表面活性位,、抑制TCE分了在其上的吸附與反應(yīng)相比較小,，因此，水蒸氣對該催化劑催化燃燒TCE的影響是負(fù)面的,。由此可見,，水蒸氣對催化劑活性的影響除了與催化劑本身有關(guān)外，還與反應(yīng)物種有關(guān),，占主導(dǎo)地位的作用決定了水蒸氣對催化體系的影響是正面還是負(fù)面的,。
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