Kim loại chuyển tiếp là các nguyên tố kim loại tạo thành ít nhất một ion với mỗi orbital, có phân lớp d và f ở lớp ngoài cùng (có lớp electron d, f chưa bão hoà) [12]. Xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp có hoạt tính xúc tác khá cao, chỉ sau các xúc tác kim loại quý. Các xúc tác kim loại quý nói chung cho hoạt tính cao nhất khi oxy hoá VOCs. Tuy nhiên, các xúc tác này không thích hợp để chuyển hoá các hợp chất clo hữu cơ dễ bay hơi vì dễ bị mất hoạt tính do các hợp chất clo (gây ngộ độc xúc tác). Mặt khác, ở nhiệt độ cao, hoạt tính xúc tác của xúc tác oxit kim loại là tương đương với xúc tác kim loại quý. Ngày nay, để thay thế cho các xúc tác kim loại quý, người ta sử dụng các xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp như: Cr2O3, CuO, Co3O4, TiO2, V2O5... Các loại xúc tác khác như zeolit, Pillared clay và perovskites cũng đã được nghiên cứu ứng dụng xử lý các hợp chất clo hữu cơ dễ bay hơi. Theo [12] hoạt tính oxy hoá của xúc tác đơn oxit kim loại được xếp theo thứ tự giảm dần là MnO2, CoO, CdO, CuO, ZnO, TiO2, Fe2O3, Cr2O3, CeO2, MgO, Al2O3,... Các oxit kim loại phức hợp dạng spinel như ZnCo2O4, CuCo2O4, NiCo2O4, CuCr2O4, CuFe2O4, ZnFe2O4,...
Ngoài việc dùng xúc tác đơn oxit thay thế các xúc tác kim loại quý, người ta còn kết hợp nhiều oxit kim loại khác nhau để có thể hạn chế tối đa các khuyết điểm của các hợp phần. Các nghiên cứu đầu tiên về dạng xúc tác hỗn hợp oxit kim loại dạng này là dùng để chuyển hoá CO và VOCs. Một số hệ xúc tác hỗn hợp oxit kim loại đã được nghiên cứu nhiều nhất như: MgO-Al2O3, CuO-Cr2O3, CuO-
Cr2O3/Al2O3, MgO-MnO2-CeO2/Al2O3. Các kết quả nghiên cứu được tổng hợp cho đến nay cho thấy hệ xúc tác CuO-Cr2O3 thể hiện hoạt tính cao nhất [13].
Trong phản ứng phân hủy nhiệt PCBs các tác nhân xúc tác ở đây là những ion trong phân tử muối được hấp phụ trên bề mặt khoáng sét Bentonit để làm tăng tốc độ phản ứng và hiệu suất phân hủy PCBs giúp cho phản ứng triệt để hơn.
Phương pháp chế tạo xúc tác:
- Phương pháp tạo xúc tác oxit kim loại
Những oxit kim loại có hoạt tính cao nhưng kích thước hạt kim loại tùy thuộc vào điều kiện khử ở mỗi loại phản ứng khác nhau sẽ có yêu cầu cho điều kiện khử khác nhau. Ở nhiệt độ càng cao, oxit thoát ra càng không đều đặn sẽ tạo nên những khuyết tật trong cấu trúc sinh ra các electron tự do nhiều dẫn đến hoạt tính xúc tác càng mạnh.
- Phương pháp đồng kết tủa - Phương pháp tẩm
- Phương pháp trộn cơ học - Phương pháp trao đổi ion - Phương pháp bay hơi
Trong nghiên cứu phân hủy nhiệt xúc tác PCBs của luận văn sử dụng xúc tác ba cấu tử là Cu2+, Cr3+, Ce3+, chúng phản ứng với oxi và tạo ra các oxit kim loại tương ứng thực hiện xúc tác cho quá trình. Để tạo các xúc tác cho phản ứng phân hủy nhiệt dùng muối của các kim loại cho trao đổi ion với BENT để tạo hỗn hợp đồng nhất chứa các ion kim loại. Từ đó hình thành các oxit kim loại xúc tác cho các phản ứng diễn ra nhanh, mạnh hơn.