常见的10类挥发性有机物(VOCs)基础介绍

挥发性有机物是常温下，饱和蒸气压约大于70 Pa; 常压下，沸点在50 - 260 oC有机化合物，其简称VOCs;常见的有芳烃类、酯类、醇类、醛类、酮类、烷烃类等。这些物质有毒、有害、致癌;形成光化学烟雾和PM2.5。



1.烷烃

       烷烃是一种开链的饱和链烃，分子中的碳原子都以单键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物。通式为CnH2n+2，是简单的一种有机化合物。烷烃的主要来源是石油和天然气，是重要的化工原料和能源物资。常用的汽油、柴油、液化气里面主要是烷烃。
常见烷烃有丙烷、正己烷、正庚烷等等，由于烷烃的C-H键特别稳定，因此是VOCs冷凝处理中难催化的物质之一。

2.烯烃

       烯烃是指含有C=C键(碳-碳双键)(烯键)的碳氢化合物属于不饱和烃，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。单链烯烃分子通式为CnH2n。双键中有一根属于能量较高的π键，不稳定，易断裂，因此容易发生氧化反应，是相对比较容易催化的物质。

3.芳烃

      芳香，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构，早期发现的这类化合物多有芳香味道，所以称这些烃类物质为芳香烃，后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。例如苯、二甲苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6 (n≥6)。芳香烃的π 电子数为4n+2 (n为非负整数)。

上图是苯和甲苯的分子结构，甲苯虽然只多了一个甲基，但是化学性质相差巨大。苯要比甲苯稳定的多，通常在催化燃烧处理是苯需要更高的反应温度，或性能更高的催化剂。

4.酯

      酯是指有机化学中醇与羧酸或无机含氧酸发生酯化反应生成的产物。广泛存在于自然界，例如乙酸乙酯存在于酒、食醋和某些水果中;乙酸异戊酯存在于香蕉、梨等水果中;苯甲酸甲酯存在于丁香油中;水杨酸甲酯存在于冬青油中。中级脂肪酸的甘油酯是动植物油脂的主要成分，脂肪酸和醇形成的酯是蜡的主要成分。
分子通式为R-COO-R'(R可以是烃基，也可以是氢原子，R'不能为氢原子。酯是根据形成它的酸和醇(酚)来命名的，例如乙酸甲酯CH3COOCH3、乙酸乙酯CH3COOC2H5、乙酸苯酯CH3COOC6H5、苯甲酸甲酯C6H5COOCH3、乙酸丁酯CH3COOC4H9、丙烯酸辛酯CH2CHCOOC8H17等。
酯类有机物，由于化学性质比较特殊，在催化过程容易生产有机酸，贵金属催化剂通常对酯的活性比较较低。
 
5.醇

       醇是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基(-OH)取代而成的化合物。如，甲醇(CH3OH);乙醇(C2H5OH)，俗称酒精;乙二醇(HOCH2CH2OH)。醇类物质比较容易催化。

6.酮

      酮是羰基与两个烃基相连的化合物。根据分子中烃基的不同，酮可分为脂肪酮、脂环酮、芳香酮、饱和酮和不饱和酮。芳香酮的羰基直接连在芳香环上;羰基嵌在环内的，称为环内酮，例如环己酮。按羰基数目又可分为一元酮、二元酮和多元酮。一元酮中，羰基连接的两个烃基相同的称单酮，例如丙酮(二甲基甲酮)。互不相同的为混酮，例如苯乙酮(苯基甲基甲酮)。酮分子间不能形成氢键，其沸点低于相应的醇，但羰基氧能和水分子形成氢键，所以低碳数酮(低级酮)溶于水。低级酮是液体，具有令人愉快的气味，高碳数酮是固体。
酮的通式为R1─CO─R2。

酮是相对比较容易催化燃烧的物质。

7.醛

      分子中含有-CHO(醛基)的化合物称为醛，通式为RCHO。R-可以不是烃基，比如羟基乙醛的R-是HOCH2-;R-也可以是烃基，比如烷基、烯基、芳香基或环烷基。依醛基的数目又可分为一元醛和多元醛。低级醛为液体，醛为固体，只有甲醛是气体。醛与酮非常类似，酮的两端是烷基，而醛的一段为H。醛的化学性质比较活性，比较容易催化。如甲醛在贵金属催化剂上可以常温下转化为二氧化碳和水。

8.含氮有机化合物

      将分子中含有碳-氮键的有机化合物称为含氮有机化合物，常见的有腈、酰胺、胺等，如乙腈;二甲基甲酰胺(DMF);正丁胺等。由于含氮有机化合物中含有N元素，而N元素在催化燃烧过程容易转化为NOx。因此NOx需要进一步脱硝处理。开发能够控制N元素转化为N2的催化剂很有必要。
 
9.含硫有机化合物

      含硫有机化合物指含碳硫键的有机化合物，常见的有硫醇(C2H5SH、硫醚(CH3—S—CH3)。含硫有机化合物通过燃烧(催化燃烧)后会生成大量SOx，腐蚀性很强，需二次处理。含硫有机化合物对贵金属催化剂往往有影响，因此需要特别慎重。

10.含氯有机化合物

      含氯有机化合物指含碳氯键的有机化合物，常见的挥发性含氯有机物(CVOC)有，二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、三氯乙烯等。由于含氯有机化合物中含有Cl元素，而Cl元素在催化燃烧过程容易转化为HCl、Cl2等物质，腐蚀性很强，需二次处理。二氯甲烷、二氯乙烷等含氯有机化合物非常稳定，很难催化燃烧，而且对催化剂也有一定影响，很多涂装线的催化燃烧使用不成功，往往是涂料中含有含氯有机化合物有关。