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科学技术的飞速发展给人们的日常生活带来极大方便,同时给人类赖以生存的环境造成了严重的破坏,主要在于废气、废水与废渣的排放而引起的污染问题。其中,有机废气（如甲苯和三氯乙烯等）具有易扩散,不可预见性和高毒性等特点,对其进行有效治理迫在眉睫。目前常见的处理技术主要有回收技术和销毁技术两大类。其中,催化燃烧法以其起燃温度低、脱除效率高、无二次污染等优点而被广泛应用于VOCs的处理中。催化燃烧法的关键在于寻找合适的催化剂,目前,以Cu、Cr为活性组分的颗粒催化剂对甲苯或者三氯乙烯表现出优异的催化活性。然而,采用浸渍法制备的催化剂的活性组分易团聚,颗粒较大容易堵塞多孔材料孔道结构而影响催化剂催化活性的进一步提升,此外基于颗粒催化剂的固定床反应器存在传质传热差、接触效率低、床层压降高等缺点。因此,开发一种活性组分颗粒小且分散均匀的高催化性能的分子筛催化剂,并设计基于该催化剂的催化燃烧VOCs工艺是一项具有理论意义和实用价值的前沿性课题。本文在管式炉的基础上设计了化学气相沉积（CVD）法制备催化剂的工艺流程,开发了一系列用于VOCs处理的微纤复合分子筛膜催化剂,并考察了基于该催化材料的固定床反应器对甲苯或三氯乙烯的催化燃烧性能,稳定性,失活机理研究及催化燃烧本征动力学研究。首先,研究了甲苯在基于Cu/ZSM-5催化剂的固定床反应器上的催化燃烧性能。采用XRD、N2吸脱附、SEM、EDS、H2-TPD、XPS等对Cu/ZSM-5催化剂进行表征分析,并对比了浸渍法和CVD法制备催化剂的催化性能。表征结果说明与浸渍法制备的催化剂相比较,CVD法制备的催化剂的活性组分颗粒小,约为23.84 nm,且分散均匀。同时,催化实验结果说明CVD法制备的催化剂具有较高的催化活性和稳定性,其T90比浸渍法的降低了近20℃,同时,在连续反应63 h之后,对甲苯的转化率仍然保持在90%左右。其次,研究了三氯乙烯在基于Cr-Cu/ZSM-5催化剂的固定床反应器上的催化燃烧性能。采用化学气相沉积法制备了总金属负载量为3 wt%的单组份Cu/ZSM-5、Cr/ZSM-5和双组份Cr-Cu/ZSM-5分子筛催化剂,采用N2吸脱附、XRD、SEM、XPS、NH3-TPD和H2-TPR等表征技术对催化剂进行了系统的表征,并考察了活性组分、进口浓度、床层高度和空速对TCE催化性能的影响。结果表明活性组分均匀地分散在ZSM-5分子筛表面,同时Cu、Cr双组份金属之间的协同效应提高了催化剂的催化燃烧性能,其T90为430℃,比Cu/ZSM-5和Cr/ZSM-5催化剂的T90分别降低了23℃和38℃,并只检测到微量副产物C2Cl4。此外,催化实验结果表明Cr-Cu/ZSM-5分子筛颗粒催化剂对TCE的催化活性随着空速和TCE的进口浓度的增加而降低,随着床层高度的增加而升高。再次,研究了三氯乙烯在基于微纤复合Cu、Cr/ZSM-5分子筛膜催化剂的膜反应器上的催化燃烧性能。采用化学气相沉积法成功地制备了一系列Cu、Cr金属改性的微纤复合分子筛膜催化剂,采用XRD、N2吸脱附、SEM、XPS、NH3-TPD和H2-TPR等表征技术对其进行分析,并考察了三氯乙烯在基于该材料的膜反应器的催化燃烧性能,同时对比了颗粒催化剂与膜催化剂的催化燃烧性能。表征结果表明制备的ZSM-5分子筛膜膜厚为3.5μm左右,比表面积为198 m2/g,同时发现Cu或Cr组分均匀地分散在分子筛膜表面,且粒径为0.53 nm。催化结果表明负载量为1%Cr/ZSM-5/PSSF催化剂比负载量为7%Cu/ZSM-5/PSSF催化剂表现出更好的催化活性,将三氯乙烯转化率达到90%所需要的温度分别为438℃和490℃,且Cr/ZSM-5/PSSF催化剂的副产物浓度较低,稳定性较高,在连续反应40 h之后,三氯乙烯的转化率可达到90%左右。同时发现Cr（1）/ZP催化剂的T90比1%Cr/ZSM-5分子筛颗粒催化剂的降低了62℃,床层压降降低了近221%。此外失活表征结果表明,催化剂部分失活的原因是活性组分的流失,Cl组分的吸附导致中毒以及积碳导致的载体孔道堵塞。最后,研究了三氯乙烯在分子筛膜反应器上的催化燃烧反应本征动力学。通过考察分子筛膜厚度、晶粒大小以及空速对三氯乙烯的影响,来消除内外扩散对催化反应的影响。采用Power-rata Law和Mars-van Krevelen动力学模型对三氯乙烯的动力学数据进行拟合,结果表明Mars-van Krevelen模型更适合描述三氯乙烯在分子筛膜固定床反应器上的催化燃烧动力学过程,其反应机理为氧化-还原机理,其表面氧化反应活化能和表面还原反应活化能分别为122.25 kJ/mol和64.57 kJ/mol。