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臭氧催化剂作用机理
日期：2024-11-18 23:06
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摘要：
臭氧催化剂的作用是什么？
吸附富集：高比表面积、吸附容量高的催化剂，当废水与催化剂接触时，水中的有机物首先被富集在催化剂表面，当臭氧氧化时，作用于表面有机物的几率更高，臭氧氧化效率提高。
催化活化：臭氧催化剂具有高效催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。
吸附和活化协同作用：催化剂既能高效吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，高效产生大量氧化活性的自由基，在这类催化剂表面，有机污染物的吸附和氧化剂的活化协同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果。
多相臭氧催化剂主要利用多种高效金氧化物及金属单质为活性催化材料，采用*新立体构架技术，在高温条件下提高微孔数量和分布均匀度，获得更高的比表面积。*大限度提高臭氧氧化效率，同样氧化条件下，臭氧氧化效率提高30―60%，同样去除率情况下，节约臭氧投加30%以上。
据悉，臭氧在工业废水处置中应用非常普遍，水溶液中臭氧与有机物的作用主要有两种途径：一种是臭氧分子的直接氧化作用；另一种是臭氧被合成后产生·OH羟基自在基强氧化作用。
传统的臭氧氧化技术以直接氧化为主，传质效果差、较高的选择性、臭氧应用率低、投资与运转本钱昂扬。
臭氧催化氧化技术是在氧化体系内参加过渡金属离子，可以对臭氧氧化产生明显的催化效果，能够催化臭氧在水中的自合成，增加水中产生的·OH浓度，从而进步臭氧氧化效果。
目前，催化臭氧工艺分为两品种型：均相臭氧氧化和非均相臭氧氧化。均相臭氧氧化是指在水中参加一些溶解性的过渡金属离子以到达催化臭氧氧化的效果。非均相臭氧催化的催化剂以固态方式存在，易于别离，流程简单，既防止了催化剂的流失，也降低了水的处置本钱。
非均相催化臭氧工程中常用的催化剂主要有：金属氧化物和复合金属氧化物;负载在载体上的金属氧化物；负载在载体上的金属；活性炭或以活性炭为载体的催化剂；多孔资料等。
其中过度金属系列氧化物由于价钱相对廉价，原料易得，催化活性高而应用普遍。如钛氧化物、铁氧化物、锰氧化物、铝氧化物、锌氧化物、铜氧化物、镍氧化物等。
要想臭氧催化剂充分达到使用的标准并提供使用效率，就需要在使用之前对其进行净化，以此来保证产品的纯净度达到满意的标准，其中下述几种是较为常见的净化方法，具体可通过下述了解。
1、利用活性炭净化臭氧催化剂
活性炭不仅可以净化臭氧催化剂，他还可以净化水，活性炭可以吸收臭氧，因为它本身是一种吸附性的材料，衰减其半衰期，工业上常常使用这种方法。具备的优点：成本相对较低。缺点：需要经常更换或再生，低浓度可以很好的净化，但是高浓度容易爆炸，而且也能受到压力、气流、湿度的影响。
2、热分解法净化臭氧催化剂
热分解发使用于高浓度的臭氧，化学的电热解发要将气体加热400℃。
优点：应用广泛、温度等因素可控。
缺点：能耗高、成本高。
3、电磁波辐射分解
电磁波辐射分解可以将臭氧在光的激发下，转化为地面氧气。
优点：根据不同臭氧浓度灵活调节。
缺点：能量转换过程中能耗高。
4、药液吸收法净化臭氧催化剂
用硫代硫酸铀或亚硫酸铀吸收。
优点：净化纯度高。
缺点：硫酸会对环境造成污染，剩余的废液处理有是一个大问题。
以上就是，臭氧催化剂每种净化方法的优点和缺点，根据上述的了解，可以更加合理的进行产品的使用和性能的发挥。
臭氧和有机分子同时吸附在催化剂表面(复合作用)，然后发生反应。从被还原的催化剂开始，臭氧会氧化金属，臭氧对被还原金属的反应会产生OH。有机物会吸附在氧化的催化剂上，然后通过电子转移反应被氧化，从而再次产生还原的催化剂。有机物会很容易从催化剂上脱附，然后进入本体溶液，或者被OH和臭氧氧化。
臭氧催化剂的特性。
通过大量试验和工程应用，筛选出催化剂载体和活性组分，采用大规模工业化生产方式，保证合成的催化剂具有高机械强度和长使用寿命。多孔材料为催化剂提供了巨大的比表面积，这使得催化反应在单位时间内更加有效。