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                催化燃燒催化劑活性組分

                2019-12-23

                工業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較為常用的催化劑,其優點是具有較高的活性、良好的抗硫性,缺點是活性組分容易揮發和燒結,容易引起氯中毒、價格昂貴,資源短缺。

                1貴金屬催化劑

                Pt、Pd、Ru等貴金屬對烴類及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性,且使用壽命長、適用范圍廣、易于回收,因而是較為常用的廢氣燃燒催化劑。如我國早期采用的Pt—AI:O,催化劑就屬于此類催化劑。但由于其資源稀少、價格昂貴、耐中毒性差,因此,人們一直在努力尋找替代品,盡量減少其用量。


                催化劑活性

                2非貴金屬氧化物催化劑

                非貴金屬氧化物催化劑主要有鈣鈦礦型、尖晶石型以及復合氧化物催化劑等,價格相對較低,也表現出很好的催化性能,如鈣鈦礦型催化劑高溫熱穩定性較好,尖晶石型催化劑具有優良的低溫活性,但其不足之處在于催化活性相對較低,起燃溫度較高。

                3復氧化物催化劑

                一般認為,復氧化物之間由于存在結構或電子增刊譚明俠等:VOC催化燃燒技術385調變等相互作用,活性比相應的單一氧化物要高。主要有以下兩大類。

                (1)鈣鈦礦型復氧化物

                稀土與過渡金屬氧化物在一定條件下可以形成具有天然鈣鈦礦型的復合氧化物,通式為ABO,其活性明顯優于相應的單一氧化物。A為四面體型結構,B為八面體形結構;A和B形成交替立體結構,易于取代而產生晶格缺陷,即催化活性中心位,表面晶格氧提供高活性的氧化中心,從而實現深度氧化反應。常見的有BaCuO:、LaMnO3等。

                (2)尖晶石型復氧化物

                作為復氧化物重要的一種結構類型,以AB2X4表示,尖晶石亦具有優良的深度氧化催化活性。如對CO的催化燃燒起燃點落在低溫區(約80℃),對烴類亦在低溫區可實現完全氧化。其中研究較為活躍的CuMn:O。尖晶石,對芳烴的活性尤為出色。如使C,H。完全燃燒只需260℃,實現低溫催化燃燒,這點具有特別實際意義。

                4過渡金屬氫化物催化劑

                作為取代貴金屬催化劑,采用氧化性較強的過渡金屬氧化物,對CH。等烴類和CO亦具有較高的活性,同時降低了催化劑的成本,常見的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。大連理工大學研制的含MnO:催化劑,在一定條件下能消除CH,OH蒸氣,對C:H。O、C3H60、C6H。蒸氣的清除也很有效果。

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