CN110026231A - 一种憎水结构化催化材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保催化剂制备及应用领域，具体为一种憎水VOCs催化氧化结构化催化材料及其制备方法和在催化燃烧中的应用。该催化材料采用多孔结构碳化硅为载体，或采用表面修饰有碳化硅晶须的多孔结构碳化硅作为载体，在其表面负载憎水氧化物涂层作为二次载体，在二次载体表面负载具有一维、二维或多级孔结构的金属氧化物、贵金属或两者的混合物作为活性组分，构成结构化催化材料。该催化剂具有优良的憎水性，当水蒸气存在时，其催化活性受水蒸气的影响很小，表现出很强的抗水蒸气影响的能力。该催化剂可以直接用于催化燃烧，也可以采用先吸附低浓度有机污染物，然后脱附、原位催化转化的技术路线。
Description
技术领域
本发明属于环保催化剂制备及应用领域，具体为一种憎水VOCs催化氧化结构化催化材料及其制备方法和在催化燃烧中的应用。
背景技术
催化燃烧法始于20世纪40年代，是将有机物通过催化剂的作用，在较低的温度下(在500℃以下，某些情况下在300℃以下)完全氧化。由于催化氧化法具有适用VOCs(volatile organic compounds，挥发性有机物)浓度范围宽、节能环保、产物易于控制等优点，目前已成为净化可燃性含碳氢化合物和恶臭气体的有效手段。
催化燃烧技术的核心是催化剂，用于催化燃烧VOCs的催化剂的活性组分可分为贵金属、非贵金属氧化物。虽然贵金属催化剂催化活性高、选择性好、起燃温度低，但是价格昂贵，资源短缺影响其大范围应用。非贵金属氧化物催化剂主要有钙钛矿型、尖晶石型以及金属复合型，其优点是价格相对较低，也表现出很好的催化性能，但其不足之处在于催化活性相对较低，起燃温度较高。然而，目前许多催化剂在实际工业中应用时，无论是贵金属还是非贵金属催化剂，有机废气中存在的水蒸气会对其催化活性产生负面影响，这是由于水分子在催化剂表面的活性位上形成竞争吸附，导致催化剂催化燃烧挥发性有机污染物的活性急剧下降，效率降低而致使运行成本升高。目前，人们已发现有机废气中的水蒸汽会对催化燃烧的反应效率产生明显的负面作用，但却仍未能解决这一关键问题。因此，研究出高憎水性的、高活性、低成本的复合型非贵金属催化剂已成为这个领域的主要趋势，这对于解决我国南方潮湿环境下得挥发性有机污染物的治理具有重要的现实意义。
分子筛作为催化剂、催化剂载体、干燥剂及吸附剂己广泛用于化学工业中。近年来，无机疏水材料得到进一步发展，新型材料以Si-O-Si为骨架形成，吸附微孔被氧原子所包围，Si-O-Si键中的氧原子不易形成氢键，从而微孔表面表现出疏水特性。材料具有不可燃性，在900℃下焙烧2小时，其结晶度不变。材料孔径均匀、微小、化学稳定性好，它本身不具有催化特性。如果将催化活性组分负载于其表面，可以增强催化剂的疏水性能，提高对有机物的选择性吸附，提高催化剂对高湿度VOCs的催化氧化性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种憎水VOCs催化氧化结构化催化材料及其制备方法和在催化燃烧中的应用，解决水分子与有机物在催化剂表面的活性位上竞争吸附，导致催化剂催化燃烧挥发性有机污染物的活性急剧下降，效率降低而致使运行成本升高的问题。
本发明的技术方案是：
一种憎水结构化催化材料，该催化材料采用多孔结构碳化硅为载体，或采用表面修饰有碳化硅晶须的多孔结构碳化硅作为载体，在其表面负载憎水氧化物涂层作为二次载体，在二次载体表面负载具有一维、二维或多级孔结构的金属氧化物、贵金属或两者的混合物作为活性组分，构成结构化催化材料。
所述的憎水结构化催化材料，憎水氧化物为MFI型沸石、Y型沸石、beta型沸石、A型沸石、X型沸石、MWW型沸石、MOR型沸石、铝磷酸微孔分子筛、MCM-41分子筛、SBA-15分子筛或介孔氧化硅沸石分子筛中的一种或两种以上混合物。
所述的憎水结构化催化材料，憎水氧化物占憎水结构化催化材料的体积比为5～50％，负载憎水氧化物的载体比表面积为5～500m2/g，憎水氧化物的厚度为5～100微米，憎水氧化物涂层与载体之间的界面结合强度大于3MPa，活性组分的负载量为0.1～400kg/m3。
所述的憎水结构化催化材料，载体表面负载的活性组分为：贵金属Pd、Pt、Au、Ru、Ag中的一种或两种以上，或者金属或稀土金属Cu、Cr、Mn、Co、Ni、Ce、La中的一种或两种以上的氧化物，或者贵金属和金属氧化物的混合物。
所述的憎水结构化催化材料，金属氧化物采用浸渍、涂覆、水热合成或溶剂热合成，具有一维、二维或三维多孔微观结构。
所述的憎水结构化催化材料，多孔结构碳化硅具有三维联通网络结构或蜂窝结构或波纹形状或中空双连续三维连通孔道结构。
所述的憎水结构化催化材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用水热合成方法、涂覆方法或蒸汽相转化方法，将憎水氧化物涂层负载到载体表面直接使用，或者继续经过水蒸气处理或酸洗，得到负载憎水氧化物涂层作为二次载体；
(2)在二次载体表面负载具有一维、二维或多级孔结构的金属氧化物、贵金属或两者的混合物作为活性组分，金属氧化物和/或贵金属进入憎水氧化物二次载体内，形成混合结构，得到憎水结构化催化材料。
所述的憎水结构化催化材料的制备方法，对于金属氧化物活性组分，采用浸渍、化学气相沉积或水热生长的方法制备；对于贵金属活性组分，采用浸渍、共沉淀或水热合成的方法制备；或者，先在二次载体表面制备金属氧化物，然后再通过浸渍、共沉淀或水热合成的方法在其表面进一步负载贵金属催化剂；对于金属氧化物活性组分，二次载体表面负载的金属氧化物活性组分质量分数在50～400kg/m3；对于贵金属活性组分，贵金属活性组分的质量分数为0.1～2kg/m3。
所述的憎水结构化催化材料的应用，在固定床反应器上，采用所述的憎水结构化催化材料，通过空气作为氧化剂，将挥发性有机物催化氧化形成水和二氧化碳。
所述的憎水结构化催化材料的应用，以空气为氧化剂，以憎水结构化催化材料为催化剂，挥发性有机物催化氧化反应在固定床反应器上进行，处理浓度10ppm～2000ppm、相对湿度在30～85％的挥发性有机物，体积空速3000～100000h-1，在100℃～600℃温度范围内，将挥发性有机物转化为水和二氧化碳。
本发明的设计思想是：
本发明憎水结构化催化材料及其制备方法和在催化燃烧中的应用，以具有高热导率、高强度的多孔结构泡沫碳化硅作为载体，在其表面负载憎水氧化物作为二次载体，在二次载体上负载具有一维、二维或多级孔结构的贵金属催化剂、非贵金属催化剂(如：过渡金属氧化物)或两者的混合物，形成结构化催化材料。在固定床反应器上，通过空气作为氧化剂，选择性吸附挥发性有机污染物、并将其原位催化氧化成水和二氧化碳。该催化材料可以直接作为催化燃烧催化剂使用，也可以先将VOCs选择性吸附到其表面，而后间歇式加热进行催化燃烧。本发明的结构化催化剂具有憎水特性，可以选择性的吸附有机污染物，有利于提高催化剂的稳定性。多孔结构泡沫碳化硅导热性能好、孔隙率高、压降小，有利于防止催化剂床层飞温，提高单位体积催化剂处理量。
本发明具有如下优点及有益效果：
1、本发明多孔结构碳化硅载体强度大、导热系数高，可以平衡床层温度、迅速移走反应热，防止床层飞温。
2、本发明表面负载憎水氧化物的多孔结构泡沫碳化硅，具有优良的憎水性，当水蒸气存在时，其催化活性受水蒸气的影响很小，表现出很强的抗水蒸气影响的能力，解决由于反应物中水蒸气含量过高引起的催化剂失活问题。
3、本发明催化剂具有优良的憎水性，当水蒸气存在时，其催化活性受水蒸气的影响很小，表现出很强的抗水蒸气影响的能力。该催化剂可以直接用于催化燃烧，也可以采用先吸附低浓度有机污染物，然后脱附、原位催化转化的技术路线。
附图说明
图1为钴锰复合过氧化物/沸石分子筛/多孔结构泡沫碳化硅结构化催化剂的截面形貌(a)及EDS元素分布曲线(b)。(a)图中，SiC foam support代表多孔碳化硅载体，zeolite代表沸石，Mn Co oxides代表锰钴复合氧化物；(b)图中，Cobalt Kα1代表钴元素Kα1射线，Manganese Kα1代表锰元素Kα1射线，Silicon Kα1代表硅元素Kα1射线，Oxygen Kα1代表氧元素Kα1射线，横坐标代表长度标尺，纵坐标代表元素相对量。
图2(a)-(b)为氧化钴/沸石分子筛/多孔结构泡沫碳化硅结构化催化剂的氮气吸附/脱附曲线及孔径分布图。其中，图2(a)为EDS元素分布曲线，Co3O4为氧化钴，zeolite为沸石分子筛，SiC为多孔结构泡沫碳化硅；图2(b)为EDS元素分布曲线，Silicon Kα1代表硅元素Kα1射线，Oxygen Kα1代表氧元素Kα1射线，Cobalt Kα1代表钴元素Kα1射线，横坐标代表长度标尺，纵坐标代表元素相对量。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明催化材料采用具有多孔结构、高热导率、高强度的泡沫碳化硅或表面修饰有纳米碳管或碳化硅晶须的泡沫碳化硅作为载体，在其表面负载憎水氧化物作为二次载体，在二次载体表面负载具有一维、二维或多级孔结构的金属氧化物、贵金属或两者的混合物作为活性组分所构成的结构化催化材料，在固定床反应器上，通过空气作为氧化剂将挥发性有机物催化氧化形成水和二氧化碳。
多孔结构泡沫碳化硅具有三维联通网络结构或蜂窝结构或波纹形状或中空双连续三维连通孔道结构，导热系数大于10W/mK，抗压强度大于10MPa。①三维联通网络结构的泡沫碳化硅，孔体积50～90％，孔径0.5～5mm；②蜂窝结构的泡沫碳化硅，具有连续单一的类似于蜂窝形的整体结构，沿轴向有许多平行的通道，通道的形状是三角形或波形；组成蜂窝结构的单位面积孔数控制在100～5个/cm2之间，孔壁厚度控制在0.2～2mm之间，孔壁为致密结构或者微孔结构；③波纹形状的泡沫碳化硅，采用具有波纹几何形状的泡沫碳化硅陶瓷填料单元板叠加组合而成，填料单元板为具有三维连通网络结构泡沫碳化硅陶瓷，孔径在l0PPi～80PPi之间，体积分数控制在10～70％之间；④中空双连续三维连通孔道结构的泡沫碳化硅，在宏观上由三维连通的支撑骨架网络构建而成，支撑骨架自身为三维连通的具有中空结构的微通道，微通道管壁为致密的，或为含有纳米级和/或微米级孔径的孔隙。其中：
三维联通网络结构泡沫碳化硅材料可以使用中国发明专利申请(公开号：CN1600742A)中提到的一种高强度致密的泡沫碳化硅陶瓷材料及其制备方法。将泡沫塑料剪裁后，浸入料浆中，取出后，除去多余的料浆，半固化，然后高温、高压固化；将固化后的泡沫体热解，得到与原始泡沫形状一样的由碳化硅与热解碳组成的泡沫状碳骨架；磨开碳骨架中心孔，用压注方法将碳化硅料浆压注到碳骨架中心孔内并添满中心孔，然后热解；经过渗硅过程，碳骨架中的碳与气相或液相硅反应生成碳化硅，并与泡沫骨架中的原始碳化硅颗粒结合起来，从而得到高强度致密的泡沫碳化硅陶瓷。本发明陶瓷筋致密度高、显微组织均匀强度高。
蜂窝结构泡沫碳化硅材料可以使用中国发明专利申请(公开号：CN 102643095A)中提到的一种SiC蜂窝陶瓷材料及其制备方法。采用有机树脂及SIC粉末为主要原料，利用模压工艺制备单层结构再组装起来成为蜂窝结构，热解后经反应熔渗烧结成为最终产品。
波纹形状泡沫碳化硅可以使用中国发明专利申请(公开号：CN102218293A)中提到的一种SiC蜂窝陶瓷材料及其制备方法。采用有机泡沫预先切割成所需要的波纹形状，然后再模压成型或者对辊挤压成型，很好的解决成型过程中泡沫孔压缩及拉长变形问题，得到的填料单元板泡沫孔形状规则，良好地保持有机泡沫模版原有的三维网络连通结构。
中空双连续三维连通孔道结构泡沫碳化硅，可以使用中国发明专利申请(公开号：CN108069725A)中提到的一种中空泡沫材料及其制备方法和应用。利用具有三维连通网络结构的高分子树脂泡沫材料，采用本发明所述的结构设计和制备方法，制得三维连通网络的中空泡沫材料。该中空泡沫材料同时具有尺寸可调控的三种类型的孔隙:宏观三维连通的开孔网孔、三维连通的中空微通道、微通道管壁本体内的纳米级和/或微米级孔径的孔隙。
多孔结构泡沫碳化硅陶瓷表面修饰一维碳化硅晶须的方法如下：
实验中使用外表面有残余硅层的多孔碳化硅作为载体，首先，在其外表面均匀浸挂上酚醛树脂和氯化镍，放入碳管炉内热解，热解温度为600～800℃，保护气氛是氩气；热解后在骨架外表面形成1～10微米的活性碳层，在1000～1400℃通入氢气，并使炉温升高到1400～1800℃，保温时间是0.5～10小时，于是在多孔碳化硅陶表面原位生长出碳化硅晶须。其中，碳化硅晶须的规格尺寸：直径为10纳米～10微米、长度为1微米～10毫米。
下面，通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。
实施例1
本实施例中，催化剂采用孔体积75％、孔径1mm、残余硅含量为30wt％的三维连通泡沫SiC为载体，导热系数为15W/mK，抗压强度为25MPa。利用其表面的残余硅作为硅源原位自转化合成silicalite-1型沸石分子筛，分子筛负载量10％(憎水氧化物占憎水结构化催化材料的体积比)，沸石涂层厚度20微米，负载沸石涂层的泡沫碳化硅比表面积为100m2/g。在沸石分子筛表面采用水热合成方法原位生长Mn、Co、Ce复合氧化物为活性组分，Mn、Co、Ce复合氧化物的负载量为100kg/m3，Mn、Co、Ce的质量比例为1：2：4，所构成的结构化催化剂称为A。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，相对湿度75％，气体体积空速60000h-1，处理温度300℃，VOCs浓度1000ppm。结果见表1。
实施例2
本实施例中，采用表面生长有碳化硅晶须的蜂窝结构SiC为载体，蜂窝结构SiC单位面积孔数50个/cm2，孔壁厚度0.5mm，导热系数为18W/mK，抗压强度为30MPa。在其表面原位水热合成beta型沸石分子筛，分子筛负载量20％，沸石涂层厚度25微米，在其表面原位生长一维氧化钴催化剂，氧化钴负载量为130kg/m3，所构成的结构化催化剂称为B。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，相对湿度60％，气体体积空速80000h-1，处理温度200℃，VOCs浓度500ppm。结果见表1。
实施例3
本实施例中，采用泡沫孔径30PPi、体积分数70％的表面生长有碳化硅晶须的波纹结构SiC为载体，导热系数为12W/mK，抗压强度为18MPa。在其表面采用涂覆结合蒸汽相转化法合成Y型沸石分子筛，分子筛负载量40％，沸石涂层厚度50微米，在其表面原位生长二维铜锰复合氧化物催化剂，氧化铜负载量为250kg/m3，所构成的结构化催化剂称为C。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，湿度相对80％，气体体积空速45000h-1，处理温度350℃，VOCs浓度200ppm。结果见表1。
实施例4
本实施例中，采用泡沫孔径30PPi、体积分数70％生长有碳化硅晶须的中空泡沫SiC为载体，泡沫碳化硅筋中心孔直径5毫米，导热系数为12W/mK，抗压强度为18MPa。在其表面涂覆MCM-41介孔分子筛，分子筛负载量18％，沸石涂层厚度55微米，在其表面原位生长二维铜锰钴复合氧化物催化剂，铜锰钴复合氧化物的负载量为150kg/m3，铜、锰、钴的质量比例为1：2：1，所构成的结构化催化剂称为D。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，相对湿度30％，气体体积空速88000h-1，处理温度200℃，VOCs浓度1500ppm。结果见表1。
实施例5
本实施例中，采用孔体积75％、孔径1mm的三维连通泡沫SiC为载体，导热系数为15W/mK，抗压强度为25MPa。在其表面原位生长孔径为100纳米的大孔二氧化硅作为二次载体，大孔二氧化硅的负载量为20％，厚度为80微米。而后，在其表面先水热合成二维锰铜铈复合氧化物，最后在复合金属氧化物表面浸渍铂，锰铜铈复合氧化物的负载量为200kg/m3，锰、铜、铈的质量比例为2：1：1，铂的负载量为0.15kg/m3，所构成的结构化催化剂称为E。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，相对湿度65％，气体体积空速30000h-1，处理温度300℃，VOCs浓度1000ppm。结果见表1。
实施例6
本实施例中，生长有碳化硅晶须的蜂窝结构SiC为载体，蜂窝结构SiC单位面积孔数50个/cm2，孔壁厚度0.5mm，导热系数为18W/mK，抗压强度为30MPa。在其表面涂覆MWW型沸石分子筛，沸石分子筛负载量为30％，沸石涂层厚度为40微米。在沸石涂层表明涂覆Mn、Co复合氧化物及Pd为活性组分，Mn、Co复合氧化物的负载量为380kg/m3，Mn、Co的质量比例为2：3，Pd的负载量为1kg/m3，所构成的结构化催化剂称为F。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，相对湿度78％，气体体积空速65000h-1，处理温度400℃，VOCs浓度500ppm。结果见表1。
实施例7
本实施例中，泡沫孔径30PPi、体积分数70％生长有碳化硅晶须的波纹结构SiC为载体，导热系数为12W/mK，抗压强度为18MPa。在其表面原位水热合成铝磷酸微孔分子筛，分子筛负载量为15％，厚度为20微米。采用化学气相沉积在分子筛涂层表面制备Ag为活性组分，Ag的负载量为2kg/m3，所构成的结构化催化剂称为G。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，相对湿度36％，气体体积空速35000h-1，处理温度100℃，VOCs浓度200ppm。结果见表1。
实施例8
本实施例中，催化剂采用孔体积75％、孔径1mm、残余硅含量为30％的三维连通泡沫SiC为载体，导热系数为15W/mK，抗压强度为25MPa。采用水热合成方法在泡沫碳化硅载体表面原位生长Mn、Co、La复合氧化物为活性组分，Mn、Co、La复合氧化物的负载量为100kg/m3，Mn、Co、La的质量比例为4：4：1，所构成的结构化催化剂称为H。
VOCs催化氧化在固定床反应器上进行。反应条件如下：常压，相对湿度75％，气体体积空速6000h-1，处理温度300℃，VOCs浓度1000ppm。结果见表1。
表1催化剂性能表
| 名称 | A | B | C | D | E | F | G | H |
| T10 | 195℃ | 260℃ | 180℃ | 220℃ | 220℃ | 140℃ | 230℃ | 240℃ |
| T50 | 200℃ | 295℃ | 185℃ | 245℃ | 235℃ | 155℃ | 245℃ | 310℃ |
| T90 | 220℃ | 343℃ | 190℃ | 260℃ | 270℃ | 173℃ | 255℃ | 350℃ |
由表1可以看出，表面负载憎水氧化物的多孔结构泡沫碳化硅载体负载催化剂后，可在较高湿度条件下实现对大空速低浓度VOCs的高效去除。直接在多孔结构泡沫碳化硅载体表面负载催化剂用于VOCs催化氧化受反应物湿度影响很大，起活温度较高，只适用于在低空速下进行反应。
如图1、图2所示，从金属氧化物/憎水氧化物/泡沫碳化硅结构化催化剂的截面形貌可以看出，金属氧化物与憎水氧化物之间结合良好，且金属元素进入憎水氧化物层中形成混合结构，这样的复合结构有利于利用憎水氧化物中存在的微孔、介孔的限域作用，防止金属或贵金属烧结失活，并提高其与载体的结合强度。
实施例结果表明，本发明采用的泡沫碳化硅陶瓷具有高热导率、高孔隙率，可以强化传质、传热，从而稳定催化活性组分。表面憎水氧化物可以提高催化剂对有机物的选择性吸附，减少水蒸气对催化燃烧的影响，有利于实现结构化催化剂在高湿度条件下对VOCs的高效去除。
Claims (10)
1.一种憎水结构化催化材料，其特征在于，该催化材料采用多孔结构碳化硅为载体，或采用表面修饰有碳化硅晶须的多孔结构碳化硅作为载体，在其表面负载憎水氧化物涂层作为二次载体，在二次载体表面负载具有一维、二维或多级孔结构的金属氧化物、贵金属或两者的混合物作为活性组分，构成结构化催化材料。
2.按照权利要求1所述的憎水结构化催化材料，其特征在于，憎水氧化物为MFI型沸石、Y型沸石、beta型沸石、A型沸石、X型沸石、MWW型沸石、MOR型沸石、铝磷酸微孔分子筛、MCM-41分子筛、SBA-15分子筛或介孔氧化硅沸石分子筛中的一种或两种以上混合物。
3.按照权利要求1所述的憎水结构化催化材料，其特征在于，憎水氧化物占憎水结构化催化材料的体积比为5～50％，负载憎水氧化物的载体比表面积为5～500m2/g，憎水氧化物的厚度为5～100微米，憎水氧化物涂层与载体之间的界面结合强度大于3MPa，活性组分的负载量为0.1～400kg/m3。
4.按照权利要求1所述的憎水结构化催化材料，其特征在于，载体表面负载的活性组分为：贵金属Pd、Pt、Au、Ru、Ag中的一种或两种以上，或者金属或稀土金属Cu、Cr、Mn、Co、Ni、Ce、La中的一种或两种以上的氧化物，或者贵金属和金属氧化物的混合物。
5.按照权利要求1所述的憎水结构化催化材料，其特征在于，金属氧化物采用浸渍、涂覆、水热合成或溶剂热合成，具有一维、二维或三维多孔微观结构。
6.按照权利要求1所述的憎水结构化催化材料，其特征在于，多孔结构碳化硅具有三维联通网络结构或蜂窝结构或波纹形状或中空双连续三维连通孔道结构。
7.一种权利要求1至6之一所述的憎水结构化催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用水热合成方法、涂覆方法或蒸汽相转化方法，将憎水氧化物涂层负载到载体表面直接使用，或者继续经过水蒸气处理或酸洗，得到负载憎水氧化物涂层作为二次载体；
(2)在二次载体表面负载具有一维、二维或多级孔结构的金属氧化物、贵金属或两者的混合物作为活性组分，金属氧化物和/或贵金属进入憎水氧化物二次载体内，形成混合结构，得到憎水结构化催化材料。
8.按照权利要求7所述的憎水结构化催化材料的制备方法，其特征在于，对于金属氧化物活性组分，采用浸渍、化学气相沉积或水热生长的方法制备；对于贵金属活性组分，采用浸渍、共沉淀或水热合成的方法制备；或者，先在二次载体表面制备金属氧化物，然后再通过浸渍、共沉淀或水热合成的方法在其表面进一步负载贵金属催化剂；对于金属氧化物活性组分，二次载体表面负载的金属氧化物活性组分质量分数在50～400kg/m3；对于贵金属活性组分，贵金属活性组分的质量分数为0.1～2kg/m3。
9.一种权利要求1至6之一所述的憎水结构化催化材料的应用，其特征在于，在固定床反应器上，采用所述的憎水结构化催化材料，通过空气作为氧化剂，将挥发性有机物催化氧化形成水和二氧化碳。
10.按照权利要求9所述的憎水结构化催化材料的应用，其特征在于，以空气为氧化剂，以憎水结构化催化材料为催化剂，挥发性有机物催化氧化反应在固定床反应器上进行，处理浓度10ppm～2000ppm、相对湿度在30～85％的挥发性有机物，体积空速3000～100000h-1，在100℃～600℃温度范围内，将挥发性有机物转化为水和二氧化碳。
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