文 献 综 述

摘要：介绍了有机废气(VOCs)对环境和人类健康造成的危害。概述了常用于治理VOCs的技术，特别是复合氧化物的特点及相关催化剂的研究现状，指出了此类催化剂的研究进展及前驱体原料对催化燃烧反应的影响。

关键词：VOCs；催化燃烧；催化剂

工业排放的挥发性有机物VOCs（volatile organic compounds），是目前大气污染的主要来源，对于大气层的污染非常严重 ，为此，世界各国都制定了极其严格的相关法规来限制VOCs的排放^[1]。目前已鉴定出的有300多种。最常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯（TDI）、二异氰甲苯酯等。

VOCs涉及的物质种类、排放行业众多。它是导致大气中臭氧、细颗粒物(PM2.5)浓度升高的主要污染物之一,对大气环境质量的影响主要体现在光化学活性上。给人体也带来危害。据统计我国工业VOCs年排放量在2000万吨左右，而且随着国民经济的发展，还将呈现快速增长的趋势。VOCs是一类疏水及持久性有机污染物，易在含脂肪丰富的组织中蓄积，且大多具有致癌、致畸、致突变性，对环境、动植物生长及人体健康均会造成巨大危害，从而给国民经济造成巨大损失。因此VOCs的净化处理已成为当前世界环保领域的研究热点^[2,3]。

1. VOCs的治理技术

处理VOCs废气的方法种类丰富，主要包括吸附法、生物法、直接燃烧法、冷凝法、光催化法和催化燃烧法等^[4-7]。其中，催化燃烧法具有净化率高、起燃温度低、节省能源、工艺简单等优点而被认为是最有效的治理方法之一^[8-11]_o VOCs的催化燃烧法处理核心在于开发高效_丶低成本_丶稳定性好的催化剂^[12,13]。目前，贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和复合氧化物催化剂^[14-16]在VOCs催化燃烧法中比较常见。负载型贵金属催化剂一直以来被认为是消除VOCs污染最有效的催化剂之一^[17,18]它具有起燃温度低、反应速率快、易回收等优点，但同时存在资源稀缺、价格昂贵、抗毒性差等缺点，因而限制了其广泛的应用^[19-21]。金属复合氧化物催化剂凭借其低成本和良好的稳定性引起了广泛关注，由于复合氧化物催化剂中存在多种组分，各组分之间的协同作用使得催化燃烧活性较高，因此具有广阔的研究前景。开发具有高活性和高热稳定的复合氧化物催化剂对催化燃烧VOCs控制技术的工业化应用具有重要的现实意义。

2.复合氧化物催化剂的特点及原理

复合氧化物催化剂，就是两种金属结合起来进行催化剂的制备，如Ag-Mn, Cu-Mn, Cr-Cu等。由于两种金属之间是存在协同作用的，两者一起时的催化活性要高于单独组分时的催化活性^[22]，此外，由于不同活性组分在进行负载的时候有一个竞争作用，所以活性组分的分散程度要比单一组分高，活性也会有不同程度的提高。对于复合氧化物催化剂来说，它对烃类VOCs催化燃烧时的催化活性虽然不如贵金属催化剂，但是对醛类，酮类，醇类和a类等含氧有机物，或者对酞胺、胺等含氮有机物却具有更优或者相近的活性。Liotta^[23]等采用共沉淀法制备了Co₃0₄-Ce0₂催化剂并且将该催化剂用与甲烷的催化燃烧，结果表明该催化剂具有非常好的还原性能，此外，与贵金属催化剂比起来，非贵金属原料丰富、来源广泛，所以，其价格将对来说较为低廉，同时非贵金属氧化物因为具有多种价态，容易形成氧化还原循环。

在国内，谢云龙等^[24]采用普通浸渍的方法对活性组分进行负载制备了La-Mn-O_x复合氧化物催化剂，通过向整体式催化剂中掺杂助剂并且改变催化剂的焙烧温度来研究其对催化活性的影响结果表明，当用Ce部分取代活性组分La以后，在800⁰C条件下焙烧制备的Lao-5 Ce0-5Mn0₂催化剂以后，甲苯的T₉₉温度为260⁰C，比修饰前的反应温度基本上降低了20⁰C左右。谢晶等^[25]还研究了甲苯、二甲苯和丙酮整体式催化剂上的活性，通过阳极氧化法在金属铝丝上面附着一层阳极氧化铝膜，在后再往上面负载La,Sn、和Mn的氧化物，通过对其研究发现，当这三种产物的转化率达到50%时，所需要的温度分别为346, 338, 301⁰C，转化率达到99%时的温度基本上也在400⁰C以下。