負(fù)載型貴金屬催化劑催化氧化VOCs的研究進(jìn)展

趙港國(guó)，張  迪 ，王建申，桂建舟，劉  丹

摘   要 ：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）可引起光化學(xué)煙霧，并嚴(yán)重?fù)p害人類健康，威脅人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，亟需對(duì)其進(jìn)行去除。鑒于高效、經(jīng)濟(jì)和無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)，催化氧化被認(rèn)為是去除VOCs的有效途徑之一。綜述了負(fù)載型貴金屬催化劑催化氧化VOCs的反應(yīng)機(jī)理，分析了貴金屬種類和載體性質(zhì)對(duì)VOCs催化氧化活性的影響，總結(jié)了催化劑的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，可為高效催化劑的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 ：揮發(fā)性有機(jī)物；負(fù)載型催化劑；貴金屬；載體；催化氧化

        揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）通常指常壓下沸點(diǎn)溫度在50~260°C之間的有機(jī)化合物。VOCs種類繁多、來(lái)源廣泛，人類的生產(chǎn)生活是VOCs的主要來(lái)源之一，這其中包括汽車尾氣、化學(xué)溶劑和能源制造等過(guò)程產(chǎn)生的VOCs，此外，火山噴發(fā)、森林火災(zāi)等也會(huì)排放大量的VOCs。多數(shù)VOCs具有一定毒性、刺激性并易燃易爆。過(guò)量的VOCs排放會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成諸多危害，如人們長(zhǎng)期接觸VOCs，將引發(fā)呼吸類疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。此外，VOCs也是造成霧霾和光化學(xué)煙霧的主要原因之一。為控制VOCs的排放，我國(guó)于2010年將VOCs列為四大主要空氣污染物之一，并制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

        目前，通常采用回收和銷毀兩種技術(shù)對(duì)VOCs進(jìn)行處理?；厥辗椒ㄖ饕ㄎ锢砦?、吸收、冷凝和膜分離等方式，而銷毀技術(shù)則主要包含熱氧化、催化氧化、光催化降解以及等離子體催化等技術(shù)。相較于其他方法，催化氧化法具有較低的反應(yīng)溫度、較少的能耗以及較高的效率，被認(rèn)為是去除VOCs的有效途徑之一。高效催化劑的設(shè)計(jì)與開發(fā)是VOCs催化氧化的核心。目前，VOCs催化氧化的催化劑主要分為兩種，即貴金屬催化劑和過(guò)渡金屬氧化物催化劑。與過(guò)渡金屬氧化物催化劑相比，貴金屬催化劑可實(shí)現(xiàn)低溫下VOCs的高效去除，因而備受關(guān)注。本文介紹負(fù)載型貴金屬催化劑催化氧化VOCs的研究進(jìn)展，總結(jié)VOCs催化氧化的反應(yīng)機(jī)理，貴金屬的種類以及載體性質(zhì)對(duì)VOCs催化氧化活性的影響。

1     負(fù)載型貴金屬催化劑催化氧化VOCs機(jī)理

1.1    機(jī)理概述

        VOCs氧化的反應(yīng)順序不同，每種機(jī)理的有效性很大程度上取決于催化劑（活性金屬和載體）的性質(zhì)以及VOCs分子的種類，因此很難概括。如圖1所示，目前研究學(xué)者提出了不同的反應(yīng)機(jī)理：Langmuir-Hinshelwood（L-H）機(jī)理，即VOCs分子與氣相中的氧吸附在固體催化劑上，在表面上發(fā)生反應(yīng)后，產(chǎn)物再脫附的過(guò)程；Eley-Rideal（E-R）機(jī)理，即氣相中的氧被吸附到催化劑上，然后氣相中吸附的氧和VOCs分子之間進(jìn)行反應(yīng)；Mars-vanKrevelen（MvK）機(jī)理，該反應(yīng)包括兩步，第一步是催化劑表面的活性氧物種（吸附氧物種或晶格氧）與VOCs分子發(fā)生反應(yīng)，催化劑被還原；第二步是還原的催化劑與氣相氧反應(yīng)，催化劑被氧化，故該機(jī)理又被稱為氧化-還原機(jī)理。在大多數(shù)負(fù)載型貴金屬催化劑的VOCs催化氧化反應(yīng)中，一般遵循L-H機(jī)理，少數(shù)反應(yīng)遵循E-R機(jī)理；而當(dāng)載體是過(guò)渡金屬氧化物時(shí)，由于催化劑中氧空位參與了VOCs催化氧化的進(jìn)程，使部分反應(yīng)遵循MvK機(jī)理。

圖 1  3種負(fù)載型貴金屬催化劑催化氧化VOCs反應(yīng)機(jī)理

        LIU等通過(guò)浸漬法制備了Ag/CeO₂催化劑，并應(yīng)用于萘的催化氧化。表征結(jié)果證明Ag可作為氧泵為CeO₂提供氧物種，萘的氧化反應(yīng)遵循MvK機(jī)理，萘的吸附和二氧化碳的脫附對(duì)反應(yīng)影響不大，而催化劑中活性氧的數(shù)量和氧的再生是該反應(yīng)的控速步驟。

CHEN等采用原位紅外和質(zhì)譜結(jié)合的方法，針對(duì)在不同氣氛（H₂或O₂）下預(yù)處理的Ag/MCM-41催化劑，探究了HCHO催化氧化的機(jī)理。結(jié)果表明，與H₂預(yù)處理的Ag催化劑相比，在500°C下用O₂預(yù)處理的Ag催化劑對(duì)HCHO氧化具有很高的活性，如圖2所示，甲酸鹽、CO等物種是HCHO在Ag/MCM-41催化劑上氧化的主要反應(yīng)中間體。

圖2  Ag/MCM-41催化劑上HCHO吸附和氧化機(jī)理

        PENG等制備了Pt/CeO₂催化劑，通過(guò)研究反應(yīng)機(jī)理，證明了暴露的鉑原子和CeO₂表面的氧缺陷（O_v）是控制反應(yīng)速率的關(guān)鍵。如圖3所示，反應(yīng)物分子被表面金屬原子吸附并活化，與此同時(shí)，載體上的氧缺陷作為分子氧的活化位點(diǎn)。

圖 3  甲苯在Pt/CeO₂催化劑上催化氧化示意

        WANG等制備了Pt/TiO₂催化劑，借助原位紅外檢測(cè)到了甲苯催化氧化過(guò)程中的反應(yīng)中間體。這些中間體包括了苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、苯甲醛、鄰苯二甲酸、馬來(lái)酸酐、衣康酸酐、丙酮和乙酸等，并最終轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。在此基礎(chǔ)上，研究者提出了甲苯催化氧化的反應(yīng)路徑，如圖4所示。作者認(rèn)為苯甲醛是最穩(wěn)定的表面中間體，其氧化速率是決定甲苯氧化速率的決定因素。

圖4  甲苯在Pt/TiO₂催化劑催化氧化的反應(yīng)路徑

2     負(fù)載型貴金屬催化劑催化氧化VOCs研究

2.1    貴金屬活性物種對(duì)VOCs催化氧化活性的影響

2.1.1    Pt系催化劑

        與其他貴金屬催化劑相比，Pt系催化劑具有較高的活性和選擇性，因而備受青睞。影響Pt系催化劑活性的因素有很多，其中，金屬Pt顆粒的大小是影響催化劑催化活性的關(guān)鍵因素之一。PENG等通過(guò)乙二醇還原法合成了不同Pt粒徑（1.3~2.5nm）的Pt/CeO₂催化劑，并用于甲苯催化氧化。性能測(cè)試結(jié)果表明，Pt/CeO₂-1.8催化劑對(duì)甲苯催化氧化活性最高，T₉₀（VOCs轉(zhuǎn)化率為90%時(shí)的反應(yīng)溫度）為143°C。表征結(jié)果證明，隨著Pt顆粒尺寸的改變，Ce³⁺和氧空位的含量增加，并且Pt/CeO_2-1.8催化劑具有最優(yōu)的低溫還原性。CHEN等通過(guò)改進(jìn)的乙二醇還原法得到了一系列具有可控的Pt粒徑（1.2~2.2nm）的Pt/Al₂O₃催化劑。結(jié)果表明，具有1.2nmPt粒徑的Pt/Al₂O₃催化劑在145°C下表現(xiàn)出最佳的苯催化氧化活性。這是因?yàn)殡S著Pt粒徑的減小，吸附氧含量增加，使催化劑降解苯的能力增強(qiáng)。

        為了進(jìn)一步降低Pt的粒徑，研究者嘗試制備單原子催化劑。ZHANG等采用一鍋法將單原子Pt摻雜到MnO₂中，與純MnO₂催化劑相比，Pt的摻雜極大地提高了室溫下甲苯降解的催化活性。在質(zhì)量空速為300000mL/(g·h)、28°C條件下實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量濃度為1.7mg/m³的甲苯的完全轉(zhuǎn)化；80°C條件下實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量濃度為41mg/m³的甲苯的完全轉(zhuǎn)化。MnO₂納米片中的錳缺陷和氧缺陷能有效地穩(wěn)定單原子Pt，并且形成的羥基自由基是甲苯在低溫條件下被完全氧化的主要原因。YANG等制備了具有三維有序介孔結(jié)構(gòu)的Fe₂O₃，并采用還原的方法將Pt以單原子的形式負(fù)載于Fe₂O₃中。與納米Pt顆粒催化劑相比，單原子Pt催化劑中苯的T₉₀為198°C。作者認(rèn)為，Pt的原子利用率決定催化性能的關(guān)鍵因素。

        除了改變Pt的粒徑以外，制備方法對(duì)催化劑活性的影響也較為顯著。KONDRATOWICZ等分別通過(guò)多元醇還原法和浸漬法將Pt負(fù)載在ZrO₂空心球上。相比于浸漬法，多元醇還原法制備的催化劑催化氧化甲苯的T₉₀為172°C，其主要原因?yàn)槎嘣歼€原法形成了更穩(wěn)定的Pt納米顆粒以及更高含量的Pt⁰，最終使催化劑在VOCs催化氧化中表現(xiàn)出優(yōu)異的活性。PAULIS等通過(guò)不同Pt前驅(qū)體制備得到了一系列Pt/Al₂O₃催化劑。以甲苯催化氧化為模型的反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，由Pt(NH₃)₄(OH)₂作為前驅(qū)體制備的催化劑催化氧化甲苯的T₉₀約為230°C，而采用含氯的前體制備的兩種催化劑的活性均低于無(wú)氯前體制備的催化劑。

        綜上，影響Pt系催化劑的因素主要是Pt的粒徑以及貴金屬與載體之間的相互作用。在相同負(fù)載量的條件下，通過(guò)不同的方法將貴金屬負(fù)載到載體上，Pt的粒徑越小，原子利用率越高，貴金屬與載體之間的相互作用越強(qiáng)，所制備的催化劑的活性越好。近年來(lái)，貴金屬單原子催化劑具有以原子級(jí)分散在基底材料上提高貴金屬的原子利用率的優(yōu)點(diǎn)，使單原子催化劑在VOCs催化氧化中作為一種新型的催化材料受到關(guān)注。

2.1.2    Pd系催化劑

        近年來(lái)，Pd系催化劑也被用于VOCs的去除。YANG等制備了Pd/LaFe_0.97O₃催化劑，并對(duì)該催化劑進(jìn)行了氮?dú)庠俦簾?。表征結(jié)果表明，再焙燒后，催化劑中的Pd粒徑從大于10nm降低到2nm以下，并且催化劑催化甲烷的活性有了明顯提升。ANTOS等通過(guò)不同制備方法制備了Pd/TiO₂催化劑，研究發(fā)現(xiàn)，液相還原沉積法比浸漬法制備的Pd粒徑更小、活性更高，在240°C左右即可實(shí)現(xiàn)甲苯的完全氧化。MARCINKOWSKI等制備了Pd單原子催化劑，研究表明，單原子Pd的添加能夠降低甲醇C—H鍵斷裂的活化能，從而提高催化活性。

        HUANG等通過(guò)H₂預(yù)處理的方法制備了一系列Pd/Al₂O₃催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理并不影響Pd顆粒的大小，但顯著改變了Pd⁰/Pd²⁺的物質(zhì)的量之比。Pd的價(jià)態(tài)對(duì)鄰二甲苯催化氧化的活性影響較大，金屬Pd是反應(yīng)的活性中心。GUO等制備了一系列的Pd/KIT-CeO₂催化劑，在187°C條件下可以實(shí)現(xiàn)苯的90%轉(zhuǎn)化。模擬計(jì)算結(jié)果表明，苯傾向于吸附在Pd納米顆粒上，并通過(guò)Pd納米顆粒和KIT-CeO₂載體的協(xié)同作用而被活化。具有高Pd⁰濃度、豐富的氧物種和較好的低溫還原性的催化劑具有良好的反應(yīng)活性。

        與Pt系相比，Pd系催化劑表現(xiàn)出良好的耐熱性和耐熱燒結(jié)性，且Pd金屬價(jià)格相對(duì)較低廉，具有更廣闊的應(yīng)用前景，通過(guò)不同制備方法以及處理手段即可調(diào)變Pd系催化劑對(duì)VOCs催化氧化的反應(yīng)活性。

2.1.3    其他單一催化劑

        除了Pt、Pd外，也有其他貴金屬作為活性組分用于VOCs去除，如Au、Ag等。由于Au具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為是惰性金屬。GRISEL等通過(guò)浸漬法以及沉積沉淀法制備了不同的Au/Al₂O₃催化劑，研究發(fā)現(xiàn)采用沉積沉淀法（尤其是沉淀劑為尿素）制備的催化劑效果最佳，這主要?dú)w因于采用尿素作為沉淀劑使得溶液的pH更為穩(wěn)定，因此獲得了最小的Au顆粒，從而提高了Au的原子利用率，使得甲烷在620°C左右實(shí)現(xiàn)了完全轉(zhuǎn)化。

        JIAN等通過(guò)將Au原位還原到α-MnO2上，并調(diào)整α-MnO2暴露出不同晶面來(lái)優(yōu)化金屬活性中心與載體之間的相互作用，促使Au/α-MnO2-110催化劑具有更多的表面氧空位，該催化劑催化丙烷的T₉₀為216°C。ZHANG等制備了一種Au/α-Fe2O3納米片催化劑，用于異丙醇去除反應(yīng)，并取得較好效果。Au納米粒子負(fù)載到α-Fe2O3納米片上會(huì)削弱Fe—O鍵，增加催化劑中的氧空位，提高催化劑的低溫還原性，并使催化劑具有更多的中等酸性位點(diǎn)，最終有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行。

        1994年，IMAMURA等發(fā)現(xiàn)，Ag/CeO2具有優(yōu)異的HCHO低溫氧化性能。而Ag催化劑作為一種性能優(yōu)異的催化氧化催化劑，目前已有多篇報(bào)道。YU等采用水熱法和浸漬法制備了一系列的Ag/CeO2催化劑，并用于低溫催化氧化HCHO。研究發(fā)現(xiàn)，Ag納米粒子可以促進(jìn)表面化學(xué)吸附氧的活化，使得HCHO在100°C左右即可完全氧化。LI等設(shè)計(jì)了一種雙功能ZSM-5-Ag催化劑，該催化劑通過(guò)酸性ZSM-5活化HCHO并生成甲酸甲酯反應(yīng)中間體，后續(xù)甲酸甲酯更易被Ag氧化使污染物被消除，最終使HCHO在65°C被完全氧化。

相比于Pt、Pd系催化劑，Au、Ag系催化劑的活性雖然不高，但是由于其價(jià)格低廉，儲(chǔ)量豐富，同樣受到了科研工作者的親睞，研究者通過(guò)調(diào)變貴金屬的顆粒尺寸以及提高貴金屬與載體之間的協(xié)同作用，更好地提高了催化劑的反應(yīng)性能。

2.1.4    雙金屬催化劑

        在VOCs催化氧化催化劑中，常見的雙金屬包含Pt-Pd、Au-Pd、Pt-Au和Pd-Mn等。YANG等分別將Pt、Mn和Pt-Mn負(fù)載在ZSM-5載體上，用于丙酮催化氧化。結(jié)果表明，與單一金屬催化劑相比，雙金屬催化劑呈現(xiàn)出更小的納米顆粒尺寸、更豐富的酸性位點(diǎn)、更高的Pt⁰比例和更豐富的活性氧物種，將丙酮氧化的T₉₀降低至165°C。

        ZHAO等在Pd/TiO₂催化劑中添加了少量Mn，用于丙酮催化氧化。Mn的添加使催化劑催化活性有了明顯的提升，使得丙酮氧化的T₉₀降低至256°C。表征結(jié)果顯示，Pd_0.01Mn_0.2/TiO₂催化劑具有良好的低溫還原性和豐富的吸附氧物種。YANG等通過(guò)在Pd/γ-Al₂O₃上添加Pt，提高了PdO的含量和Pd物種的供氧能力，降低了催化劑表面上CO的含量，抑制了CO因發(fā)生歧化反應(yīng)生成積炭，最終提高了甲苯的催化氧化和抗積炭能力。KAREEM等通過(guò)調(diào)變Pd與Au原子比制備了一系列的催化劑并應(yīng)用于丙烷的氧化反應(yīng)中。結(jié)果表明，Pd₅₅Au₄₅/Al₂O₃催化劑具有最高的催化活性，丙烷氧化的T₉₀為280°C。

        一般而言，當(dāng)引入第二種金屬時(shí)，能夠提升催化劑的催化反應(yīng)活性。這是由于金屬的協(xié)同效應(yīng)，如電子傳遞等。通過(guò)調(diào)節(jié)不同金屬的原子比例，可以將協(xié)同效應(yīng)發(fā)揮到最大，表現(xiàn)出遠(yuǎn)高于單金屬催化劑的性能，大大降低了催化劑的使用成本。近年來(lái)負(fù)載型貴金屬催化劑對(duì)VOCs的催化氧化效果如表1所示。貴金屬催化劑常用的活性組分通常是Pd、Pt、Au和Ag，在多數(shù)VOCs催化氧化反應(yīng)中，Pd系催化劑的活性優(yōu)于Au、Ag催化劑，但略低于Pt系催化劑。

表 1    不同貴金屬活性物種的負(fù)載型貴金屬催化劑在VOCs催化氧化中的催化活性

2.2    載體種類對(duì)VOCs催化氧化活性的影響

        負(fù)載型貴金屬催化劑的載體大致可以分為兩大類：一類是惰性載體，常見的惰性載體包含Al₂O₃、分子篩和MgO等；另一類是非惰性載體，也稱為還原性載體。常見的還原性載體包括CeO₂、M_nO_x和Co₃O₄等。

2.2.1    惰性載體

        一般情況下，載體本身不具有催化活性位點(diǎn)，僅起分散、錨定貴金屬活性組分、提供合適的酸性位點(diǎn)以及與活性組分產(chǎn)生相互作用以調(diào)變催化劑活性的作用。

        為了研究載體的酸性位點(diǎn)對(duì)催化劑的影響，GAN等采用加入不同沉淀劑的方法，得到了不同表面性質(zhì)的Al₂O₃載體，并用于甲苯催化氧化。研究表明，具有弱強(qiáng)度和中等強(qiáng)度的酸性位點(diǎn)有利于甲苯的吸附和二氧化碳產(chǎn)物的解吸，使甲苯在180°C即可完全氧化。MA等合成出了具有多級(jí)孔的Al₂O₃和ZnO微球，并負(fù)載Pd。相比于商用的Al₂O₃和ZnO，Pd的分散度具有明顯地提升，Pd位點(diǎn)和載體中的Br?nsted酸位點(diǎn)可以與乙酸乙酯反應(yīng)生成乙烯和乙醇，最終轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，其中Pd/Al₂O₃催化劑的性能最佳，乙酸乙酯氧化的T₉₀為277°C。JIANG等通過(guò)調(diào)節(jié)n(Si)/n(Al)制備了一系列的Pt/NaZSM-5催化劑，并用于丙烯的催化氧化。研究發(fā)現(xiàn)，載體n(Si)/n(Al)的增加有利于丙烯的吸附，并能進(jìn)一步促進(jìn)丙烯氧化。HE等也制備了Pd/ZSM-5催化劑，用于苯、甲苯和乙酸乙酯的催化氧化反應(yīng)。

        WU等制備了3種具有不同疏水性的載體，結(jié)果顯示，載體的疏水性對(duì)反應(yīng)影響較大。當(dāng)采用疏水性強(qiáng)的載體時(shí)，反應(yīng)生成的水不會(huì)占據(jù)活性位點(diǎn)，從而有更多的活性位點(diǎn)暴露出來(lái)與反應(yīng)物分子接觸，使得甲苯在150°C就能夠被完全氧化。

        對(duì)于負(fù)載型催化劑而言，載體的特性極其重要，如具有大比表面積的載體可以更好的分散貴金屬，提高貴金屬的原子利用率；具有合適酸堿度的載體有利于反應(yīng)物和生成物的吸/脫附；具有良好疏水性的載體可以提高催化劑的抗水氣能力。

2.2.2    還原性載體

        一般來(lái)說(shuō)，催化劑的性能很大程度上取決于金屬與載體之間的相互作用。MO等首先制備了具有不同晶相的MnO₂，而后負(fù)載Pt用于甲苯催化氧化。研究發(fā)現(xiàn)，Pt納米粒子和MnO₂之間的相互作用能夠調(diào)變催化劑低溫還原性、表面價(jià)態(tài)以及表面晶格氧物種，從而使甲苯的T₉₀降低至170°C。WANG等分別通過(guò)水熱法與溶膠凝膠法，在MnO₂納米管上負(fù)載了Ni-Fe尖晶石和Pt納米顆粒，通過(guò)提高載體的比表面積和吸附氧含量，使苯氧化的T₉₀降低至113°C，大大提升了催化活性。

        載體的形貌也可以影響催化活性。HUANG等采用浸漬法將Ru負(fù)載到具有不同形貌的CeO₂載體上，以探究形貌對(duì)催化性能的影響。結(jié)果表明，不同形貌載體的表面氧空位數(shù)量不同，導(dǎo)致催化活性存在差異，其中納米棒的Ru/CeO₂催化劑性能最佳，氯苯氧化的T₉₀為280°C。

        WANG等發(fā)現(xiàn)在載體上添加一定量油酸可以顯著改善貴金屬的分散度，從而提高了催化劑的催化性能。GUO等通過(guò)氮摻雜和加入CeO₂對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行修飾，以提高載體的缺陷程度，增大比表面積和氧空位的濃度，使催化劑在30°C就能將HCHO完全氧化。ZHANG等發(fā)現(xiàn)，在HCHO催化氧化過(guò)程中，堿金屬的添加能夠?qū)Ψ磻?yīng)起到促進(jìn)作用。在15°C下，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%和2%Na的Pt/TiO₂樣品，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)HCHO高達(dá)96%和100%的轉(zhuǎn)化率。而無(wú)Na的Pt/TiO₂在15°C下時(shí)HCHO轉(zhuǎn)化率僅為19%。當(dāng)在Pt/TiO₂催化劑中添加堿金屬時(shí)，可以穩(wěn)定催化劑表面上原子分散的Pt-O(OH)_x-堿金屬物質(zhì)，顯著提高HCHO氧化活性。

        對(duì)于還原性載體，由于反應(yīng)過(guò)程金屬的價(jià)態(tài)能夠發(fā)生轉(zhuǎn)變，容易形成氧缺陷，這使得催化劑具有了優(yōu)異的儲(chǔ)氧和釋氧能力，還原性載體不但能起到分散貴金屬的作用，還能直接或者間接的參與催化反應(yīng)，為反應(yīng)提供活性氧物種及活性位點(diǎn)。不同負(fù)載型貴金屬催化劑對(duì)VOCs的催化氧化性能如表2所示。負(fù)載型貴金屬催化劑載體的主要作用是對(duì)活性組分進(jìn)行分散和錨定并增加催化劑的熱穩(wěn)定性，可以通過(guò)調(diào)變載體的形貌、比表面積、孔道結(jié)構(gòu)以及酸堿性質(zhì)等因素來(lái)影響催化劑的活性。

表 2    不同載體種類的負(fù)載型貴金屬催化劑在VOCs催化氧化中的催化活性

3    結(jié)語(yǔ)與展望

        經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力，負(fù)載型貴金屬催化劑在VOCs去除方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展。本文綜述了不同貴金屬活性組分和載體與催化劑性能之間的關(guān)系，包括了單一金屬催化劑、多金屬催化劑以及常用的載體對(duì)催化劑性能的影響。盡管貴金屬催化劑有起燃溫度低、催化活性高等優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中，貴金屬催化劑仍易受S、Cl等元素的毒害，可以通過(guò)引入第二組分金屬、選擇合適的載體去提高催化劑的熱穩(wěn)定性和抗中毒的能力，從而達(dá)到降低催化劑的使用成本的目的。

        值得說(shuō)明的是，實(shí)際工業(yè)廢氣的成分相對(duì)復(fù)雜，而當(dāng)前研究者大多探究催化劑對(duì)單一組分VOCs的催化氧化性能以及反應(yīng)機(jī)理，而對(duì)多組分VOCs催化氧化的研究相對(duì)較少。因此，探究多組分VOCs催化氧化的性能，得到適合多組分復(fù)雜體系中VOCs降解的高效催化劑，將是今后科研人員努力的方向之一。相信隨著研究者的不斷努力，人們對(duì)VOCs催化氧化的反應(yīng)機(jī)理將有更清晰的認(rèn)知，催化劑的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系會(huì)更加明確，使催化氧化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣泛。