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催化燃烧是典型的气 - 固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，使反应物分子在较低的温度下就能发生氧化分解反应，生成二氧化碳和水等无害物质。催化剂表面具有吸附作用，能够将有机废气分子吸附到表面上，使其与活性氧发生反应。常见的催化剂有贵金属（如铂、钯等）和金属氧化物（如氧化铜、氧化锰等）。以处理挥发性有机化合物（VOCs）为例，当含有 VOCs 的废气通过催化剂床层时，VOCs 分子首先被吸附在催化剂表面，然后在催化剂的作用下与氧气发生反应，被分解为二氧化碳和水。例如，在处理甲苯废气时，甲苯分子被吸附在铂催化剂表面，在一定温度下与氧气反应生成二氧化碳、水和少量其他副产物。
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