催化燃烧技术作为高效、环保的VOCs（挥发性有机化合物）处理技术之一，在工业废气净化领域得到了广泛应用。催化剂是催化燃烧系统的核心，其性能直接决定了处理效率、能耗及运行稳定性。然而，在长期运行过程中，催化剂不可避免地会出现活性下降甚至失活的现象，导致处理效果恶化、运行成本增加。以下将深入剖析催化剂失活的原因，对于优化催化剂设计、延长其使用寿命、提升催化燃烧系统整体性能具有重要意义。

一、中毒失活

中毒失活是催化燃烧催化剂最常见的失活类型之一，指废气中的某些杂质与催化剂活性位点发生强相互作用，导致活性位点被占据或破坏，从而使催化剂失去催化活性。根据中毒的可逆性，可分为永久性中毒和暂时性中毒。

永久性中毒

2.  卤素中毒：氯、氟、溴等卤素元素广泛存在于含氯有机物（、氟利昂等废气中。卤素会与催化剂活性组分发生化学反应，生成挥发性的卤化物（如PtCl₄），导致活性组分流失；同时，卤素还会破坏催化剂载体的结构，降低载体的比表面积和孔容，进一步加剧催化剂失活。

暂时性中毒

2.  氮氧化物中毒：在催化燃烧过程中，若废气中含有氮氧化物，或燃烧过程中产生氮氧化物，其可能与催化剂活性组分发生相互作用，形成稳定的氮化物，或覆盖在催化剂表面影响催化反应的进行。这种中毒现象通常在特定的反应条件下更为明显，通过调整反应条件或再生处理可缓解失活。

二、积碳失活

积碳失活是催化燃烧催化剂在处理高浓度、高沸点VOCs时极易出现的问题，指在催化反应过程中，反应物分子在催化剂表面发生裂解、聚合等副反应，生成的碳质沉积物覆盖在催化剂表面或堵塞催化剂孔道，从而导致催化剂活性下降。

2.  积碳的影响：积碳会直接覆盖催化剂的活性位点，使反应物无法与活性位点接触，导致催化活性显著下降；同时，积碳会堵塞催化剂的孔道，减小催化剂的比表面积，阻碍反应物和产物的扩散，进一步降低催化反应效率。严重时，大量积碳还会导致催化剂颗粒烧结，加剧失活。

三、烧结失活

烧结失活是指催化剂在高温条件下，活性组分颗粒长大、载体结构破坏，导致催化剂比表面积减小、活性位点数量减少的现象。催化燃烧反应通常在200~400℃的温度范围内进行，但在实际运行中，可能因废气浓度波动、燃烧不完全等原因导致局部温度急剧升高，引发催化剂烧结。

1. 活性组分烧结：对于贵金属催化剂（如Pt、Pd），高温下贵金属颗粒会发生迁移、聚集，颗粒尺寸增大，导致活性位点数量减少；对于金属氧化物催化剂，高温会使氧化物颗粒结晶度提高、颗粒长大，同样导致活性位点减少。例如，Pd颗粒在高温下会从纳米级聚集为微米级，催化活性大幅下降。

2.  载体烧结：催化剂载体（如Al₂O₃、SiO₂、TiO₂）在高温下会发生晶相转变，导致载体的比表面积减小、孔道结构破坏。例如，γ-Al₂O₃在高温下会转变为α-Al₂O₃，比表面积从数百m²/g降至几十m²/g甚至更低，无法有效分散活性组分，进一步加剧催化剂失活。此外，载体与活性组分之间的相互作用在高温下可能发生变化，形成无活性的化合物，也会导致催化剂活性下降。

四、磨损与剥落失活

2.  剥落：催化剂的活性组分通常负载在载体表面，若制备过程中活性组分与载体的结合力较弱，或在长期运行过程中受到温度波动、气流冲击等因素的影响，活性组分层会从载体表面剥落，导致活性组分大量流失，催化剂活性急剧下降。