有机废气催化剂在超过600℃时容易高温失活，主要原因包括以下几个方面：
1. 活性组分烧结（Sintering）
现象：高温下，催化剂表面的活性金属（如Pt、Pd、Rh等贵金属或V₂O₅、CuO等过渡金属氧化物）的微小颗粒会发生迁移并团聚，形成更大的颗粒。
后果：颗粒增大导致比表面积显著减少，活性位点密度降低，催化活性下降。
典型例子：贵金属催化剂在800℃以上会严重烧结，而某些金属氧化物（如V₂O₅）在600℃以上即开始烧结。
2. 载体结构破坏
载体相变：常用载体（如γ-Al₂O₃、TiO₂）在高温下会发生不可逆相变。例如：
γ-Al₂O₃ → α-Al₂O₃（相变温度约800℃），比表面积从200 m²/g骤降至5 m²/g。
TiO₂（锐钛矿）→ TiO₂（金红石）（相变温度约600℃），导致孔隙结构坍塌。
后果：载体比表面积和孔隙率降低，活性组分分散度下降，反应物传质受阻。
3. 活性组分挥发或流失
挥发：某些活性组分在高温下可能直接挥发（如V₂O₅在600℃以上会升华）。
与载体反应：活性组分可能与载体发生固相反应，生成无活性的化合物（如MoO₃与Al₂O₃生成Al₂(MoO₄)₃）。
4. 积碳或结焦（Coking）
高温不完全氧化：虽然高温通常促进完全氧化，但在局部缺氧或有机物浓度过高时，可能生成焦炭（如多环芳烃），覆盖活性位点。
后果：催化剂表面被堵塞，反应物无法接触活性位点。
5. 热力学平衡限制
高温逆向反应：某些催化反应（如VOCs氧化）是放热反应，高温可能使平衡逆向移动，但更主要的影响是催化剂结构破坏而非热力学因素。
解决方案
改进催化剂设计：采用高热稳定性载体（如堇青石、碳化硅）、添加助剂（如CeO₂抑制烧结）。
控制反应条件：避免局部高温或缺氧，优化进气浓度与空速。
定期再生：通过高温氧化或化学清洗去除积碳。
高温失活是催化剂设计的核心挑战之一，需综合考虑材料化学、热力学及反应工程学因素。
