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貴金屬催化劑

目前，市場上大多使用活性炭吸附+催化燃燒工藝處理VOCs，催化燃燒法處理VOCs核心材料為貴金屬催化劑，催化劑可降低燃燒溫度，使VOCs在300℃-350℃時可發(fā)生反應(yīng)，分解VOCs，比TO或RTO更節(jié)能、更安全。本文主要介紹貴金屬催化劑性能與應(yīng)用。

有機廢氣（VOCs）凈化催化劑采用高比表面積的活性γ-Al2O3小球為載體，負載貴金屬 Pd、Pt 等主要活性組分，以高分散方法均勻分布于載體表面，為蛋殼型催化劑，是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的有機廢氣凈化催化劑，適用于食品、機械、儀器儀表、家用電器、烘漆噴漆、汽車制造、彩鋼制造、絕緣材料、石油化工、有機化工、醫(yī)藥化工等行業(yè)排放的一氧化碳、芳香烴、烴類及其含氧衍生物等有毒有害有機廢氣的催化燃燒處理。

主要性能指標(biāo)：

（1）活性。是衡量催化劑效能大小的標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)上通常以單位體積(或重量)催化劑在一定條件下，單位時間內(nèi)所得到的產(chǎn)品數(shù)量來表示。

（2）選擇性。是指催化劑作用的專一性，即在一定條件下，某一催化劑只對某一化學(xué)反應(yīng)起加速作用。選擇性通常以反應(yīng)后所得指望產(chǎn)物的克分子數(shù)與參加反應(yīng)的原料克分子數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)表示。

（3）穩(wěn)定性。是指催化劑在使用過程中保持其活性及選擇性不變的能力，通常以使用壽命來表示。催化劑的良好性能不僅取決于活性金屬的固有特性(原子的電子結(jié)構(gòu)等)，而且取決于其結(jié)晶構(gòu)造、粒子大小、比表面積、孔結(jié)構(gòu)及分散狀態(tài)等因素。此外，助催化劑及載體對催化劑的性能也有重要影響。

近來，隨著催化燃燒法的推廣，催化劑的失活問題日漸被人們關(guān)注。催化劑失活分為三種情況：

（1）中毒失活

A、暫時中毒：可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔザ疚铮勾呋瘎┗钚曰謴?fù)而不會影響催化劑的性質(zhì)。

B、中毒： 毒物與催化劑活性組份相互作用，形成很強的的化學(xué)鍵，難以用一般的方法將毒物除去以使催化劑活性恢復(fù)。

C、選擇性中毒： 催化劑中毒之后可能失去對某一反應(yīng)的催化能力，但對別的反應(yīng)仍有催化活性，這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。在連串反應(yīng)中，如果毒物僅使導(dǎo)致后繼反應(yīng)的活性位中毒，則可使反應(yīng)停留在中間階段，獲得高產(chǎn)率的中間產(chǎn)物。

（2）結(jié)焦和堵塞引起的失活

催化劑表面上的含碳沉積物稱為結(jié)焦。以有機物為原料以固體為催化劑的多相催化反應(yīng)過程幾乎都可能發(fā)生結(jié)焦。由于含碳物質(zhì)和/或其它物質(zhì)在催化劑孔中沉積，造成孔徑減小(或孔口縮小)，使反應(yīng)物分子不能擴散進入孔中，這種現(xiàn)象稱為堵塞。通常含碳沉積物可與水蒸氣或氫氣作用經(jīng)氣化除去，所以結(jié)焦失活是個可逆過程。

（3）燒結(jié)和熱失活

催化劑的燒結(jié)和熱失活是指由高溫引起的催化劑結(jié)構(gòu)和性能的變化。高溫除了引起催化劑的燒結(jié)外，還會引起其它變化，主要包括：化學(xué)組成和相組成的變化，半熔，晶粒長大，活性組分被載體包埋，活性組分由于生成揮發(fā)性物質(zhì)或可升華的物質(zhì)而流失等。

在工程上，一般有機廢氣中含有鹵族元素、易聚合物質(zhì)，不適合使用催化燃燒，此類物質(zhì)宜使催化劑中毒失活，但是目前不少催化劑上生產(chǎn)廠家致力于研究針對某一有機物的催化劑，使用特定型催化劑可解決失活問題，延長催化劑使用壽命。

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