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        1. 新聞動態

          首頁 > 新聞動態 > 正文

          常見揮發性有機物(VOCs)基礎介紹

          2019年03月20日 熱度:948 ℃

          ? ?揮發性有機物,簡稱VOCs,是常溫下,飽和蒸氣壓約大于70 Pa; 常壓下,沸點在50 - 260

          o

          C有機化合物;常見的有芳烴類、酯類、醇類、醛類、酮類、烷烴類等。這些物質有毒、有害、致癌;形成光化學煙霧和PM2.5。

          1.烷烴

          烷烴是一種開鏈的飽和鏈烴,分子中的碳原子都以單鍵相連,其余的價鍵都與氫結合而成的化合物。通式為C

          n

          H

          2n+2

          ,是最簡單的一種有機化合物。烷烴的主要來源是石油和天然氣,是重要的化工原料和能源物資。常用的汽油、柴油、液化氣里面主要就是烷烴。

          常見烷烴有丙烷、正己烷、正庚烷等等,由于烷烴的C-H鍵特別穩定,因此是VOCs中最難催化的物質之一。

          2.烯烴

          烯烴是指含有C=C鍵(碳-碳雙鍵)(烯鍵)的碳氫化合物屬于不飽和烴,分為鏈烯烴與環烯烴。按含雙鍵的多少分別稱單烯烴、二烯烴等。單鏈烯烴分子通式為C

          n

          H

          2n

          。雙鍵中有一根屬于能量較高的π鍵,不穩定,易斷裂,因此容易發生氧化反應,是相對比較容易催化的物質。

          3.芳烴

          芳香,通常指分子中含有苯環結構的碳氫化合物。是閉鏈類的一種。具有苯環基本結構,歷史上早期發現的這類化合物多有芳香味道,所以稱這些烴類物質為芳香烴,后來發現的不具有芳香味道的烴類也都統一沿用這種叫法。例如苯、二甲苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6 (n≥6)。芳香烴的π 電子數為4n+2 (n為非負整數)。

          上圖是苯和甲苯的分子結構,甲苯雖然只多了一個甲基,但是化學性質相差巨大。苯要比甲苯穩定的多,通常在催化燃燒處理是苯需要更高的反應溫度,或性能更高的催化劑。

          4.酯

          酯是指有機化學中醇與羧酸或無機含氧酸發生酯化反應生成的產物。廣泛存在于自然界,例如乙酸乙酯存在于酒、食醋和某些水果中;乙酸異戊酯存在于香蕉、梨等水果中;苯甲酸甲酯存在于丁香油中;水楊酸甲酯存在于冬青油中。高級和中級脂肪酸的甘油酯是動植物油脂的主要成分,高級脂肪酸和高級醇形成的酯是蠟的主要成分。

          分子通式為R-COO-R'(R可以是烴基,也可以是氫原子,R'不能為氫原子,否則就是羧基)。酯是根據形成它的酸和醇(酚)來命名的,例如乙酸甲酯CH

          3

          COOCH

          3

          、乙酸乙酯CH

          3

          COOC

          2

          H

          5

          、乙酸苯酯CH

          3

          COOC

          6

          H

          5

          、苯甲酸甲酯C

          6

          H

          5

          COOCH

          3

          、乙酸丁酯CH

          3

          COOC

          4

          H

          9

          、丙烯酸辛酯CH

          2

          CHCOOC

          8

          H

          17

          等。

          酯類有機物,由于化學性質比較特殊,在催化過程容易生產有機酸,貴金屬催化劑通常對酯的活性比較較低。

          5.醇

          ?醇是脂肪烴、脂環烴芳香烴側鏈中的氫原子被羥基-OH)取代而成的化合物。如,甲醇(CH

          3

          OH);乙醇(C

          2

          H

          5

          OH
          ),俗稱酒精;乙二醇(HOCH

          2

          CH

          2

          OH
          )。醇類物質比較容易催化。

          6.

          酮是羰基與兩個烴基相連的化合物。根據分子中烴基的不同,酮可分為脂肪酮、脂環酮、芳香酮、飽和酮和不飽和酮。芳香酮的羰基直接連在芳香環上;羰基嵌在環內的,稱為環內酮,例如環己酮。按羰基數目又可分為一元酮、二元酮和多元酮。一元酮中,羰基連接的兩個烴基相同的稱單酮,例如丙酮(二甲基甲酮)?;ゲ幌嗤臑榛焱?,例如苯乙酮(苯基甲基甲酮)。酮分子間不能形成氫鍵,其沸點低于相應的醇,但羰基氧能和水分子形成氫鍵,所以低碳數酮(低級酮)溶于水。低級酮是液體,具有令人愉快的氣味,高碳數酮(高級酮)是固體。

          酮的通式為R1─CO─R2。

          酮是相對比較容易催化燃燒的物質。

          7.

          分子中含有-CHO(醛基)的化合物稱為醛,通式為RCHO。R-可以不是烴基,比如羥基乙醛的R-HOCH

          2

          -;R-也可以是烴基,比如烷基、烯基、芳香基或環烷基。依醛基的數目又可分為一元醛和多元醛。低級醛為液體,高級醛為固體,只有甲醛是氣體。醛與酮非常類似,酮的兩端是烷基,而醛的一段為H。醛的化學性質比較活性,比較容易催化。如甲醛在貴金屬催化劑上可以常溫下轉化為二氧化碳和水。

          8.含氮有機化合物

          分子中含有碳-氮鍵的有機化合物稱為含氮有機化合物,常見的有腈、酰胺、胺等,如乙腈;二甲基甲酰胺(DMF);正丁胺等。由于含氮有機化合物中含有N元素,而N元素在催化燃燒過程容易轉化為NOx。因此NOx需要進一步脫硝處理。開發能夠控制N元素轉化為N2的催化劑很有必要。

          9.含硫有機化合物

          含硫有機化合物指含碳硫鍵的有機化合物,常見的有硫醇(C

          2

          H

          5

          SH、硫醚(CH

          3

          —S—CH

          3

          )
          。最大的特點是惡臭,奇臭無比。含硫有機化合物通過燃燒(催化燃燒)后會生成大量SOx,腐蝕性很強,需二次處理。含硫有機化合物對貴金屬催化劑往往有影響,因此需要特別慎重。

          10.含氯有機化合物

          含氯有機化合物指含碳氯鍵的有機化合物,常見的揮發性含氯有機物(CVOC)有,二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、三氯乙烯等。由于含氯有機化合物中含有Cl元素,而Cl元素在催化燃燒過程容易轉化為HCl、Cl

          2

          等物質,腐蝕性很強,需二次處理。二氯甲烷、二氯乙烷等含氯有機化合物非常穩定,很難催化燃燒,而且對催化劑也有一定影響,很多涂裝線的催化燃燒使用不成功,往往是涂料中含有含氯有機化合物有關。

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