本人从1983年开始从事VOCs燃烧催化剂的研发工作，涉及催化剂的基础和应用研究，发表论文100多篇，发明专利30多件。在燃烧催化剂开发领域，30多年经历了天然丝光沸石负载贵金属（Pt、Pd）催化剂；氧化铝负载负载贵金属（Pt、Pd）催化剂；堇青石蜂窝载体负载贵金属（Pt、Pd、Rh）催化剂和稀土非贵金属催化剂。今天重点介绍VOCs催化净化（燃烧）贵金属催化剂在使用过程普遍关心的问题。
一、贵金属含量与催化剂性能
在贵金属催化剂中，贵金属是构成催化剂成本的主要因素，贵金属含量的高低直接决定了催化剂的成本。也就是说，高贵金属含量的直接后果是昂贵的催化剂。贵金属催化剂除了环保上的应用，在石油化工、制药、精细化学品合成等领域也广泛使用。自从出现催化剂到现在，如何降低贵金属含量是学术界和工业界努力的方向。
贵金属含量是影响催化剂性能的主要因素之一，但并非唯一的。催化剂性能，除了贵金属含量，还与催化剂的制备工艺、助催化剂的使用、多元贵金属（Pt-Pd、Pt-Pd-Rh、Pt-Pd-Ru等）的组合等有关。只有通过不断探索研究，才能获得高性能催化剂配方和制备工艺，实现降低贵金属含量，提高催化剂活性、抗中毒性和使用寿命的目标。由于影响催化剂性能的因素非常复杂，如活性组分（贵金属）的分布、贵金属的价态、活性组分与助催化剂之间的电子转移、贵金属的粒子尺寸------，因此研发一个高性能催化剂需要长期的努力。
讲一个简单的例子，如果贵金属保持相同，通过不同的制备方法可以获得贵金属分布不同的催化剂。比如，球形催化剂有蛋壳型（贵金属在催化剂表面）；蛋白型（贵金属在中间）；蛋黄型（贵金属在最里面）；还有贵金属平均分布的催化剂。这四种形式的催化剂虽然贵金属含量相同，但是催化剂的性能有天壤之别。此外，对于蛋壳型催化剂的蛋壳的厚薄，也影响着催化剂活性和稳定性。这个例子说明了贵金属含量不是唯一的决定因素。在选择催化剂时应该综合考虑。
二、复杂的VOCs组成对催化剂的要求
VOCs的种类繁多，大致可以分为：烃类（主要是烷烃和烯烃）、芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）、酯（乙酸乙酯、邻苯二甲酸二乙酯等）、酮（丙酮、甲乙酮等）、醇、酸、含氮有机物、含氯有机物、含硫有机物。企业排放的VOCs与企业的生产性质有关，排放的VOCs的成分差别很大。即使同一行业，印铁制罐行业排放的VOCs种类也不一样。比如，Pd催化剂对甲苯的催化效果很好，然而对苯的效果比较差；而非贵金属催化剂对乙酸乙酯效果比较好。由于VOCs的复杂性，同一个催化剂对不同有机废气的处理效果也不一样，因此，需要科学分析，选择最合适的催化剂，应对复杂的体系。
三、催化剂使用寿命问题
一般来说，VOCs催化剂使用寿命在2年左右，使用寿命取决于催化剂性能和使用环境，及其使用规范性，也与催化剂的制备工艺、贵金属含量、贵金属种类、助催化剂有关。因此针对复杂的VOCs，合理选择催化剂，及其处理工艺，是发挥催化剂性能和提高使用寿命的唯一途径。下面是催化剂的使用手册。
有机废气净化催化剂使用手册
催化剂使用量的确定
考虑到工业有机废物成分复杂、经常含有高沸点的有机物（或高聚物），为了满足VOCs的深度净化（深度脱臭），保证催化剂的长期使用，催化剂建议使用空速为10000-20000h-1（如空速10000h-1，10000m3/h风量应填装1立方米催化剂；如空速20000h-1，10000m3/h风量应填装0.5立方米催化剂）。如果催化剂装量过少，将影响有机废气处理效果。
催化剂使用注意事项
1.催化床中催化剂的填装要紧密、以免产生气体短路，导致净化效率的下降。
2.进入催化剂床层的有机废气的气体分布和温度分布要均匀。进入催化剂床层的有机废气的浓度应在爆炸极限的安全范围之内。
3.进入催化剂的有机废气中氧气含量应大于5%。
4.环保设备每次开机前，应将催化剂床预热至300-350oC，方可进入有机废气。为保证催化剂长期使用，贵金属催化剂的通常使用温度为320-450oC，短时间最高不超过850oC；稀土非贵金属催化剂的通常使用温度³350-400oC；短时间最高不超过550oC。
5.环保设备正常工作时，催化后的温度应该高于催化剂前的温度，温度差与有机物的浓度成正比。
6.应避免通入含有树脂、高沸点聚合物、重金属，及含硫、含氟有机物等容易造成催化剂中毒的物质。
7.催化剂对丁烷等低沸点的烷烃、石脑油溶剂、二氯甲烷效果较差，因此在选择催化燃烧时应预先了解废气成分，或预先将涂料送给我方测试。
8.环保设备使用时，应该做好各项参数的记录工作。
延伸阅读：
原标题：VOCs催化净化（燃烧）贵金属催化剂-1
