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揮發(fā)性有機(jī)物(volatileorganiccompounds，VOCs)是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa，常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，包括烷烴、芳香烴、芳烴類、烯烴、醇類、醛類、酮類、鹵代烴等。日常生活中常見(jiàn)的排放源有建筑材料、裝修材料、家具的鉆合劑、廚房油煙以及機(jī)動(dòng)車尾氣排放等；工業(yè)方面常見(jiàn)的主要來(lái)源有化工和石化工業(yè)廢氣，電子行業(yè)的清洗劑、印刷工業(yè)、油漆與涂料的生產(chǎn)與使用，電廠鍋爐尾氣等工業(yè)過(guò)程排放的廢氣。大多數(shù)的VOCs有毒、有氣味，一些VOCs還有致癌性，對(duì)人體健康產(chǎn)生危害；VOCs在陽(yáng)光作用下還可以與大氣中的氮氧化合物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成毒性大的光化學(xué)煙霧。近年來(lái)VOCs已成為我國(guó)主要大氣污染物之一，有關(guān)VOCs的危害事故逐年增多，因而VOCs的凈化處理技術(shù)已成為環(huán)境催化領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

通常VOCs處理方法可分為兩大類：一類是所謂非破壞性技術(shù)即回收法，一般通過(guò)改變工藝過(guò)程中溫度、壓力等物理?xiàng)l件使VOCs富集分離，此類方法包括活性炭吸附法、溶液吸收法、冷凝法及膜分離等常見(jiàn)技術(shù)；一類是所謂破壞性技術(shù)，即通過(guò)化學(xué)或生物的技術(shù)使VOCs轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水以及氯化氫等或毒性小的無(wú)機(jī)物，此類方法包括直接燃燒、催化燃燒、生物降解、等離子體氧化、光催化氧化法等常見(jiàn)技術(shù)。各種方法都因VOCs種類、濃度、排放方式等有各自的工藝特點(diǎn)，其處理VOCs的工藝條件和要求也具有不同應(yīng)用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。譬如，冷凝工藝適用于高濃度、小風(fēng)量的VOCs廢氣治理，對(duì)低濃度、大風(fēng)量的VOCs廢氣處理存在投資大、運(yùn)行成本高、收益小的缺點(diǎn)；生物法對(duì)于VOCs濃度和種類限制較多，大多研究仍屬于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究，尚未應(yīng)用于大規(guī)模的實(shí)際工程。吸附法對(duì)于低濃度的VOCs廢氣具有很好的處理效果，但可能導(dǎo)致將污染從氣相轉(zhuǎn)移到固相引起二次污染問(wèn)題。直接燃燒法適合處理高濃度VOCs的廢氣，因其運(yùn)行溫度通常達(dá)到800-1200℃時(shí)，工藝能耗成本較高，且燃燒尾氣中容易出現(xiàn)二噁英(dioxin)，NOx等副產(chǎn)物；催化燃燒可以在遠(yuǎn)低于直接燃燒溫度條件下處理低濃度的VOCs氣體，具有凈化效率高、無(wú)二次污染、能耗低的特點(diǎn)，是商業(yè)上處理VOCs應(yīng)用有效的處理方法之一。因而，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)催化燃燒催化劑進(jìn)行了大量相關(guān)研究，相關(guān)問(wèn)題是近年來(lái)環(huán)境催化領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。20多年前有關(guān)催化燃燒研究方面的非常好的評(píng)述，近來(lái)也有一些篇幅較短的英文評(píng)述，但很少見(jiàn)到較深入的中文評(píng)述。本文將結(jié)合作者實(shí)驗(yàn)室的研究成果，著重于對(duì)近五年來(lái)國(guó)內(nèi)外催化燃燒的主要成果進(jìn)行分析，并對(duì)催化劑活性組分、顆粒大小、載體的效應(yīng)、水蒸汽的影響以及催化燃燒反應(yīng)過(guò)程中積碳等主要問(wèn)題的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

通常工業(yè)上的催化劑都是由活性成分、助劑和載體等組成，其中活性組分及其分布、顆粒大小、催化劑載體對(duì)催化效果和壽命有很大的影響。用于催化燃燒VOCs的催化劑的活性成分可分為貴金屬、非貴金屬氧化物，貴金屬是低溫催化燃燒常用的催化劑，其優(yōu)點(diǎn)是具有較高的活性、良好的抗硫性，缺點(diǎn)是活性組分容易揮發(fā)和燒結(jié)，容易引起氯中毒、價(jià)格昂貴，資源短缺；非貴金屬氧化物催化劑主要有鈣欽礦型、尖晶石型以及復(fù)合氧化物催化劑等，價(jià)格相對(duì)較低，也表現(xiàn)出很好的催化性能，譬如，鈣欽礦型催化劑高溫?zé)岱€(wěn)定性較好，尖晶石型催化劑具有優(yōu)良的低溫活性，但其不足之處在于催化活性相對(duì)較低，起燃溫度較高。