催化燃烧领域中人们目前普遍认为较为成熟的催化剂为贵金属催化剂。与其它贵金属相比,Pd, Pt 具有挥发性低,优异的抗氧化性能和资源储量较为丰富的优点,因此,在催化焚烧处理挥发性有机物反应中被应用,而且在高温催化燃烧催化剂研制初期也是被着重研究的对象。
Pd, Pt 对各种常见燃料的燃烧均具有很好的完全氧化活性,其中 Pd 较适用于 CO,天然气和烯类燃料,Pt则对于长链烷烃(n.>3)燃料具有更好的起燃活性。
由于两者都可以简便地通过负载到高比表面载体上而获得较大的活性表面,所以得到了在实际中得到广泛应用贵金属的高活性来自于金属状态的原子对于 0-0,C-H 较强活化能力,表面活化能够使得原本稳定的分子结构形成反应性能极强的自由基,从而触发链反应。
这些催化剂的性能取决于制备方法、前体类型、粒径、金属负载量、挥发性有机化合物浓度、反应器类型和整体气体流速等。最常用的贵金属催化剂,用于氧化非卤代 VOCs,总结出贵金属特别是 Pt 和 Pd,分散在高表面积yAl2O; 粉末或洗涂在整体材料上,是在工业应用中常用的手段,因为它们具有更好的活性,抗失活性和再生能力。
研究表明,Pt 粒度对催化反应有显著的影响。通常,金属颗粒尺寸强烈影响催化活性,较大的 Pt 颗粒催化活性更好。另外,载体的性质 (氧化铝或二氧化硅)、载体的孔隙率和酸碱性等因素也会在一定程度上影响 Pt 催化剂的催化性能。
虽然voc催化剂在 VOCs 的催化燃烧中表现出优异的催化性能,但价格昂贵,低储存,经常会因为烧结或中毒失活,而且在氯化物化合物存在下也不太稳定,限制了它们的广泛工业应用。
除此之外,还需要注意哪类废气工况呢?
催化燃烧不适用于含有大量尘粒、雾滴的废气净化,也不适用于在氧化过程中产生固体物质的废气净化。
例如有机磷化合物和有机硅化合物就不能用催化燃烧法处理。当废气中含有尘粒、雾滴和固体粒子时,它们覆盖催化剂表面,堵塞催化剂床层的气体通道,使催化剂活性很快降低,甚至堵塞床层而无法工作。
如果能使尘粒、雾滴在预热阶段(进入催化剂层之前)完全汽化,则催化燃烧法仍是可用的。
生产邻苯二甲酸酐的尾气,在进入催化剂床之前的预热阶段已完全汽化因此可以用催化燃烧法处理。而生产氧化沥青的尾气中含有高沸点的油状气溶胶,预热时也不能完全汽化,因此不能用催化燃烧法处理。