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VOCs贵金属催化剂和非贵金属催化剂性能

2019-10-08 18:36

  在VOCs催化燃烧领域,当前普遍采用的是贵金属催化剂。不过,除了贵金属催化剂还有非贵金属催化剂。本文简单解释这两种催化剂的性能。

  1. 贵金属催化剂

        以贵金属为活性组分的催化剂称为贵金属催化剂,贵金属包含钯(Pd)、铂(Pt)、铑(Rh)、金(Au)、钌(Ru)、银(Ag)。在VOCs催化剂领域,最常用的是Pd、Pt、Rh。由于贵金属价格昂贵,使得贵金属催化剂的价格很高。

     当催化剂中贵金属含量较高时,催化剂对几乎所有的有机物(VOCs)有很好的催化剂性能,而且很重要的是贵金属催化剂性能稳定高,耐热性能高,使用寿命长。相对而言,贵金属催化剂对酯类VOCs的性能较差。因此尽管贵金属催化剂高价格,但是由于催化性能优越,在很多场合至今没有没有替代的催化剂。比如,汽车(汽油车)废气三效催化剂必须是贵金属催化剂。

      贵金属催化剂的颜色有黄色的和黑色的。氧化态催化剂为黄色,颜色深浅与催化剂的制备技术、贵金属种类、含量有关。还原态催化剂为黑色,颜色深浅也与与催化剂的制备技术、贵金属种类、含量有关。在贵金属催化剂中通常添加稀土元素,以提高催化剂性能。由于贵金属价格昂贵,如何提高催化剂性能,同时降低贵金属含量一直是贵金属催化剂研发的重点。

      贵金属催化剂广泛用于各种VOCs废气的处理,如漆包线、彩钢线、各类涂装线、金属包装、喷漆、印刷、化工、制药、煤化工等领域。

    2. 非贵金属催化剂

  非贵金属催化剂也称为过渡金属氧化物催化剂,有些催化剂中含有稀土,也称为稀土催化剂。非贵金属催化剂通常以过渡金属氧化物为活性组分,如MnO2、Cr2O3、Fe2O3、Co3O4、CuO、NiO等。活性组分也可以是钙钛矿结构氧化物(ABO3表示),如FeCoO3、MnCoO3、CrCoO3、LaCoO3等,和尖晶石结构氧化物(AB2O4表示),如CuCo2O4、NiFe2O4、MnCr2O4等。催化剂中通常添加稀土助催化剂。

  非贵金属催化剂最大的特点就是原料便宜,因此催化剂价格低于贵金属催化剂。虽然在实验室基础研究中,有些非贵金属催化剂表现出较高的催化活性。但是在工业化的整体式催化剂,由于堇青石载体由MgO、Al2O3和SiO2组成,高温下活性物质之间的固相反应,及其与载体之间的固相反应不可避免,催化剂的热稳定性受到限制。此外,非贵金属催化剂对芳烃类VOCs的活性较低也限制了催化剂的应用范围。不过非贵金属催化剂对酯类、酮类、醇类VOCs相对活性较高,有时活性高于贵金属催化剂,因此,在有些特定的场合是可以选择非贵金属催化剂的。

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