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湿式催化氧化技术在水处理中的应用湿式催化氧化技术在水处理中的应用湿式催化氧化技术是一种利用催化剂在水相中将难降解有机物氧化降解为无害物质的技术。
它通过氧化还原反应来分解有机废水中的有机物，以达到净化水质的目的。
湿式催化氧化技术具有高效、低成本、易操作等特点，因此在水处理领域中得到了广泛的应用。
湿式催化氧化技术主要包括两个关键过程：氧化反应和催化反应。
氧化反应是指将有机物氧化为无害的无机物或者较低毒性的有机物。
催化反应是指通过添加特定的催化剂，加速氧化反应的进行，提高反应速率和降低温度。
催化剂通常选择具有高催化活性和良好稳定性的金属氧化物、过渡金属离子或者催化剂负载体。
湿式催化氧化技术在水处理中的应用主要有以下几个方面：1.有机废水处理：湿式催化氧化技术可以有效地降解和去除有机废水中的有机物，如苯、酚、醇类、酮类和酸类等。
它能够将有机废水中的有机物分解为二氧化碳和水等无害物质，避免了有机物对环境和人体的危害。
2.染料废水处理：湿式催化氧化技术可以对染料废水进行有效的处理和降解。
染料废水中的有机染料分子复杂、结构多样，具有较高的毒性和难降解性。
湿式催化氧化技术可以通过氧化反应和催化反应将有机染料分解为无害物质，达到对染料废水的彻底处理。
3.酚类废水处理：湿式催化氧化技术可以对酚类废水进行高效降解和去除。
酚类废水是一种常见的有毒废水，它具有高度的毒性、难降解性和腐蚀性。
湿式催化氧化技术可以通过氧化还原反应将酚类分解为无害物质，同时降低废水的毒性和腐蚀性。
4.化工废水处理：湿式催化氧化技术在化工废水处理中也有广泛应用。
化工废水中通常含有大量有机物、重金属离子和氨氮等有害物质。
湿式催化氧化技术可以通过催化剂的作用，将化工废水中的有害物质氧化转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
总之，湿式催化氧化技术是一种高效、低成本的水处理技术，具有广泛的应用前景。
在有机废水、染料废水、酚类废水和化工废水等领域中，湿式催化氧化技术可以有效地去除有机物和有害物质，改善水质，保护环境。
污水处理中的催化剂一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要环节之一。
在污水处理过程中，催化剂被广泛应用于催化氧化、还原和降解有机污染物等反应中，以提高处理效率和降低成本。
本文将详细介绍污水处理中常用的催化剂及其应用情况。
二、常见的污水处理催化剂1. 活性炭催化剂活性炭催化剂是一种常见的吸附剂，具有高比表面积和孔隙结构，能够有效吸附有机污染物。
在污水处理中，活性炭催化剂通常用于去除有机物、重金属离子和氯气等。
2. 金属氧化物催化剂金属氧化物催化剂如二氧化锰、二氧化钛等具有良好的催化性能，可用于催化氧化有机污染物。
例如，二氧化锰在污水处理中可以将有机物氧化为无害的二氧化碳和水。
3. 过渡金属催化剂过渡金属催化剂如铜、铁、钴等可用于催化还原反应，将有毒的重金属离子还原为无毒的金属沉淀。
这些催化剂在污水处理中广泛应用于重金属去除和废水处理。
4. 生物催化剂生物催化剂如酶和微生物具有高效、特异性和环境友好的特点，可用于降解有机污染物。
例如，过氧化氢酶可催化过氧化氢分解为氧气和水，降解有机废水中的有害物质。
三、污水处理中催化剂的应用案例1. 活性炭催化剂在污水处理中的应用某废水处理厂使用活性炭催化剂对废水中的有机物进行吸附处理。
经过实验验证，活性炭催化剂能够有效去除废水中的有机物，使废水达到国家排放标准。
2. 金属氧化物催化剂在污水处理中的应用某化工厂使用二氧化锰催化剂对废水中的有机物进行氧化处理。
结果表明，二氧化锰催化剂能够高效氧化有机物，降低废水中的有机污染物浓度。
3. 过渡金属催化剂在污水处理中的应用某矿山废水处理厂使用铁催化剂对废水中的重金属离子进行还原处理。
实验结果显示，铁催化剂能够将废水中的重金属离子还原为无毒的金属沉淀，达到废水排放标准。
4. 生物催化剂在污水处理中的应用某食品工厂使用过氧化氢酶催化剂对废水中的有机废弃物进行降解处理。
研究表明，过氧化氢酶催化剂能够高效降解废水中的有机废弃物，减少环境污染。
污水处理过程中的催化氧化技术解析污水处理是一项关系到环境保护和人民健康的重要工作。
催化氧化技术是目前广泛应用于污水处理中的一种技术，其作用是通过一系列催化反应将有毒有害的有机污染物转化为无害的物质。
下面将详细解析催化氧化技术在污水处理中的应用过程，并列出主要分点。
1. 催化氧化技术的基本原理- 催化氧化是指通过催化剂催化作用，将有机物氧化为无机物或有机酸。
- 催化剂通常选择负载型金属氧化物，如二氧化锰、二氧化铁等。
- 催化氧化过程需要提供氧气供催化剂参与反应，一般通过增氧设施实现。
2. 催化氧化技术在污水处理中的应用步骤- 初级处理：去除污水中的固体颗粒和悬浮物，如格栅过滤、沉砂池等。
- 中级处理：通过物理或生物方法去除污水中的可溶性有机物，如生化池、活性炭吸附等。
- 催化氧化处理：将经过中级处理后仍残留的有机污染物进行催化氧化。
- 次级处理：去除氧化后产生的氧化产物，如沉淀池、过滤装置等。
3. 催化氧化技术的优势- 高效性：催化氧化技术能够将有机污染物高效转化为无害物质，具有较高的处理效率。
- 安全性：催化氧化反应在相对温和的条件下进行，不会产生高温或高压等安全隐患。
- 稳定性：催化剂具有较好的稳定性，能够进行多次循环使用，延长催化氧化系统的寿命。
4. 催化氧化技术的应用案例- 化工废水处理：化工废水中含有各种有机物和有毒有害物质，催化氧化技术可以对其进行彻底处理，达到排放标准。
- 食品工业废水处理：食品工业废水中含有大量有机物和油脂，催化氧化技术可以高效去除有机污染物，减少对环境的污染。
- 生活污水处理：生活污水中包含大量有机物和氮、磷等营养成分，催化氧化技术可以减少有机物的浓度，降低氮磷营养物的含量，避免对水体造成富营养化。
5. 催化氧化技术的发展趋势- 绿色化发展：随着环保意识的提升，催化氧化技术将趋向于绿色化发展，注重催化剂的可再生性和环境友好性。
- 高效化改进：研究人员将致力于进一步提高催化氧化技术的处理效率和降低能耗，以满足大规模废水处理的需求。
究最多是Cu ，近年来出现大量以Cu 作为活性组分的催化剂研究。
对于稀土金属，目前以Ce 为代表的稀土氧化物已被广泛应用于非均相催化剂中[7-10]。
制备条件对催化活性的影响会因为催化剂组成的变化而不同。
因为制备方法能用来控制催化剂的物理和化学方面的性质，进而影响催化剂的活性。
目前常用的催化剂制备方法主要包括共沉淀法、浸渍法、离子交换法等。
其中，共沉淀法和浸渍法是目前最常用的两种制备方法。
共沉淀法制备的催化剂特点是孔体积大，比表面积和孔隙率较高。
浸渍法是一种简单易行而且经济的方法，主要用于制备负载型催化剂，制备步骤一般包括原料的选择与配制、浸渍或吸附或沉淀、干燥焙烧等步骤。
用于制备负载型金属氧化物催化剂的活性化合物在水中应具有适当的溶解度，金属氧化物的可溶性化合物有许多，用这些化合物配制的溶液在长时间内是稳定的，一般在载体上的氧化物负载量为l%～20%为好。
基于此，本课题将采用共沉淀法和浸渍法进行催化剂制备研究[11-13]。
1 实验部分1.1 主要仪器和试剂仪器：KHCOD-8Z 型COD 消解装置(南京环科分析仪器有限公司)、pHS-3C 型pH 计(上海雷磁仪器厂)、TFM-500型高压反应釜(北京世纪森郎实验仪器有限公司)、SG-XL1600型马弗炉(上海光学精密机械研究所)。
试剂：浓硫酸、重铬酸钾、硫酸银、硫酸汞、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、硝酸铜、硝酸铈、硝酸锰、ZrOCl 2·8H 2O 溶液、氨水、乙醇、TiO 2粉末等，所用溶液皆为分析纯。
0 引言考虑到对于湿式催化氧化法，均相催化剂和非均相催化剂都有着各自的优点和缺点，并且对于不同种类的废水都有着各自的最佳适用范围，因此本文将选择多种类型催化剂进行研究，以筛选出效果最佳的催化剂。
对于均相催化剂，前人进行大量的研究发现，可溶性铜盐类的催化效果最好，但其同样具有难以回收、处理成本较高的缺点[1-3]，因此本文主要研究重点将集中在非均相催化剂的筛选上面。
工业废水处理中催化氧化法的应用研究工业废水处理是一个重要的环境保护工作，其中催化氧化技术是一种常用的处理方法之一。
通过催化剂的作用，使得废水中的有机物质被氧化分解为无害的物质，从而达到净化废水的目的。
本文将介绍催化氧化法在工业废水处理中的应用研究。
催化氧化法的原理是利用催化剂将废水中的有机物质转化为容易氧化的物质，并促进氧化反应的进行。
催化氧化法的催化剂种类很多，包括贵金属、稀土元素、过渡金属氧化物等。
不同的催化剂具有不同的催化活性、选择性和稳定性，所以选择合适的催化剂对催化氧化法的效果有很大的影响。
在工业废水处理过程中，常见的催化氧化法包括光催化氧化、等离子体催化氧化和Fenton催化氧化等。
下面将分别介绍它们的应用研究情况。
1. 光催化氧化光催化氧化是一种利用光催化剂吸收太阳光或紫外线，提高催化氧化反应速率的技术。
由于该技术对光照条件要求严格，所以它的应用范围受到一定限制。
但是在水处理领域，它已经成为一种有前途的废水处理技术。
研究表明，TiO2是目前最为常用的光催化剂。
在TiO2的表面掺杂其他元素可以增加其光催化活性。
例如，掺杂氮元素可以提高TiO2的光催化效率，使得它在可见光下也具有催化活性。
此外，金属掺杂和复合材料的制备也是提高光催化效率的有效方法。
等离子体催化氧化技术是一种在零电流下利用等离子体产生的化学反应进行催化氧化的技术。
等离子体催化氧化技术具有反应速率快、处理效果好等优点。
研究表明，CDBS（Cu/Ni/Ce/γ-Al2O3）复合催化剂在等离子体催化氧化废水处理中表现出了很好的效果。
在实验条件下，CDBS的去除率可达到80%以上。
此外，利用微波等电离诱导等离子体催化氧化技术也是一种有前途的废水处理技术。
3. Fenton催化氧化Fenton催化氧化技术是一种利用Fenton试剂进行催化氧化的技术。
在Fenton催化氧化过程中，Fe2+和H2O2可产生自由基，促进有机物的氧化分解。
电催化氧化技术在有机废水处理中的应用电催化氧化技术在有机废水处理中的应用随着工业化的快速发展，有机废水处理成为了一个重要的环境问题。
有机废水中含有大量的有机物质和污染物，对环境和人类健康造成了严重的影响。
传统的有机废水处理方法存在着效率低、处理成本高和可能产生二次污染的问题。
因此，寻找一种高效、环保的有机废水处理技术是非常迫切的。
电催化氧化技术作为一种高效的有机废水处理技术，在近年来逐渐引起了人们的关注和重视。
它通过电催化氧化反应将有机废水中的有机物质氧化为无机物质，从而达到净化有机废水的目的。
该技术具有操作简单、处理效率高、能耗低以及无二次污染等优点，因此被广泛应用于不同领域的有机废水处理中。
电催化氧化技术的基本原理是利用电化学反应来催化有机废水中的有机物质氧化。
具体而言，该技术通常使用电极将直流电源加至一定电压，产生一定的电位差。
通过调控电极的工作电位，可以实现氧化反应的进行。
在电极表面，发生氧化反应的同时会产生氧气，该氧气可以促使废水中的有机物质进一步氧化。
此外，电化学电容层中的阳极和阴极的反应区域还会产生一些氢氧根和氢气，从而促进有机物质的氧化反应。
电催化氧化技术的关键是选择合适的电极材料。
通常使用的电极材料有铁、铝、钛等，它们具有良好的电化学性能和较高的催化活性。
此外，电催化氧化技术还可以结合其他辅助催化剂，如活性炭或纳米金属颗粒，以增强氧化反应的效果。
在实际应用中，电催化氧化技术可以通过电解槽或电化学反应器来实现。
电解槽是一种封闭的反应装置，通过调整电解液中的温度、压力和pH值等参数，可以实现对有机废水的高效处理。
另外，电化学反应器则是采用传统的连续流动方式，利用电极直接将废水通过反应器进行催化氧化处理。
电催化氧化技术在有机废水处理中的应用已经取得了一定的成果。
许多研究表明，该技术可以有效地去除废水中的有机物质，降低化学需氧量（COD）和总有机碳（TOC）等污染物的浓度。
此外，电催化氧化技术还可以去除废水中的重金属离子和氨氮等有害物质。
光催化氧化废水的机理与应用废水治理是当今社会面临的重要问题之一。
传统的废水处理工艺存在效率低、耗能高、污染物处理不彻底等缺陷，因此越来越多的科学家和工程师开始关注光催化氧化技术的研究和应用。
本文将主要介绍光催化氧化废水的机理以及未来的应用前景。
一、光催化氧化废水的机理光催化氧化废水技术是一种利用光催化剂在紫外线或可见光的照射下，将废水中的污染物分解为无害物质的方法。
具体来说，该技术利用氧化剂和催化剂共同作用来消除有毒有害的废水物质，主要分为三个步骤：1. 吸附阶段：光催化剂吸附废水中的污染物，如色素、有机酸、化学物质和重金属离子等，形成催化剂上的表面吸附物。
2. 氧化阶段：光子能激活催化剂表面的电子，从而生成氧化剂。
氧化剂分解吸附在催化剂表面的有害物质，将其转化为低毒性或者无害的物质。
3. 氧化产物离开：氧化产物与溶液中其它离子或分子结合形成固体，与催化剂解离，最后过滤和排放废水。
具体的机理可以理解为光子激活光催化剂，产生高度激发的激发态电子和空穴，这些激发态电子和空穴可以利用氧和一些小分子，如H2O2、OH等，形成高度的化学活性物质（自由基），自由基捕获废水中的污染物，形成二次氧化物，直到形成二氧化碳、水等无害化物质为止。
二、光催化氧化废水的应用随着光催化氧化技术的不断研究和发展，其在工业废水、污水处理等领域得到了广泛的应用。
以下是该技术在不同领域的具体应用情况：1. 工业废水处理：目前，废水如印染、制药、化工等行业，含有大量致敏物质和高难降解物质，采用传统的物理、化学处理方法难以将这些物质处理彻底。
而光催化氧化技术可以有效降解这些有害物质并提高废水的处理效率。
2. 污水处理：城市化进程不断加快，城市污水处理也成为一个关键问题。
通过选择合适的催化剂和氧化剂，光催化氧化技术可以有效地降解污水中的有害物质并达到较高处理效率，是一种环保且经济的处理方法。
3. 水净化：光催化氧化技术可以使污染物质在较短的时间内被有效清除，有效地降低环境中的污染物质含量。
工业废水处理中催化氧化法的应用研究随着工业化进程的加速和经济发展的不断推进，工业废水处理已成为一个亟待解决的环境问题。
众所周知，工业废水中含有大量的有机化合物、重金属离子和其他有害物质，如果直接排放到自然环境中，必将对周围的生态环境和人民的健康构成严重威胁。
如何有效地处理工业废水成为了一个迫切需要解决的技术难题。
在众多工业废水处理技术中，催化氧化法因其高效、低成本和环保等优点，逐渐成为了研究和应用的热点之一。
本文将围绕工业废水中催化氧化法的应用进行研究，探讨其原理、方法和现状，以期为工业废水处理技术提供新的思路和方法。
一、催化氧化法的原理催化氧化法是一种利用催化剂将有机废水中的有机物氧化分解为二氧化碳和水的方法。
其原理是在催化剂的作用下，有机废水中的有机物质被氧化分解，生成无害的物质。
催化剂的选择对催化氧化法的效果起着决定性的作用，而常用的催化剂有活性炭、金属氧化物、复合氧化物等，它们能够在较低的温度下催化有机物的氧化反应，具有高效、环保的特点。
催化氧化法主要有潮湿法、干法和超临界氧化法三种方法。
潮湿法是将废水通过催化剂浸泡后，在催化剂表面形成水膜，然后利用氧气或氧化剂将废水中的有机物质氧化分解。
干法是将催化剂和废水一同送至反应器中，在高温下进行干燥氧化反应，将有机废水中的有机物氧化分解。
超临界氧化法是指利用氧气和水在高温、高压下形成超临界状态进行氧化反应，将有机废水中的有机物氧化分解。
这种方法在处理高浓度、高难降解工业废水时效果更佳。
催化氧化法在工业废水处理中已经有了较多的应用实例。
以石化、电镀、制药等行业为例，这些行业产生的工业废水中含有大量的有机物质和重金属离子，传统的生物处理和物理化学方法难以达到排放标准，而催化氧化法却能够有效地将这些有机物质氧化分解，使废水达到排放标准。
催化氧化法在工业废水处理中应用较为广泛，并且在处理高难降解有机物质方面表现出了优势。
但也要注意，催化氧化法在实际应用中还存在一些问题，如催化剂的选择、反应条件的控制等，需要进一步研究和完善。
实验室采用光催化氧化法处理有机废水的应用作者：张晓晶张昊高梦悦来源：《新农业》2017年第11期摘要：随着我国工业化、城镇化速度的加快，水污染问题日趋严重，水质标准也逐步提高，对工业污水进行深度处理并再生会用是缓解当前水资源短缺最有效的手段之一。
而光催化氧化技术在污水深度处理领域成为一种极具应用前景的新技术，被誉为21世纪最有前景的环境净化高级氧化技术。
为了将先进的水处理技术转化为教学、科研设备，以便更好地为生产发展提供理论依据和技术支撑，本实验自行设计了太阳能光催化氧化装置对苯酚废水进行处理。
本设计采用内置紫外灯光源的环状光反应器，内壁附着含有TiO2催化剂的薄膜，以水泵抽动有机废水流经管壁受到连续紫外灯光照射。
该技术是一项集污水深度处理、环境保护、节约水资源的绿色环保技术，符合可持续发展理念。
关键词：光催化氧化；有机废水；降解；教学创新实验随着水环境污染的加剧和水质标准的提高，水污染问题的复杂性日益突显，对污水进行深度处理然后再生回用是缓解当前水资源短缺最有效的手段之一。
光催化氧化技术作为一种高效节能的现代处理技术在降解有机废水方面具有极大的应用潜力。
光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点，在难降解有机物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势，是一种极具发展前途的水处理技术，对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。
光催化降解水中污染物的研究近几十年来取得许多进展，众多国内外研究者尝试将该技术应用于各种物质的处理，包括烃类、醇、酚、酸、卤代脂肪族化合物、卤代芳香族化合物、含氮化合物、染料、农药、表面活性剂、油类、无机物等多种物质，并取得了较好的效果。
同时，光催化氧化技术在污水深度处理领域成为一种极具应用前景的新技术而备受关注，尤其众多研究中将光催化氧化技术与生物处理方法、膜技术联用，使得光催化氧化技术在污水的深度处理与回用方面展现了广阔的应用前景，被誉为21世纪最有前景的环境净化高级氧化技术。
光催化技术在有机废水治理中的应用随着工业化进程的加速，废水污染也日益严重。
有机废水的污染物含量较高，对生态环境和人体健康造成极大威胁。
为了解决这一问题，科技工作者提出了许多治理方式，其中光催化技术是目前非常有效的一种。
本文将探讨光催化技术在有机废水治理中的应用。
光催化技术原理光催化技术是一种利用紫外线、可见光等光源，通过半导体催化剂，光生电荷对有机污染物进行氧化分解的方法。
催化剂能够吸收光能，激发电子对有机废水污染物进行氧化降解，生成二氧化碳和水等无害物质，从而达到净化废水的效果。
光催化技术的应用1. 光催化氧化技术光催化氧化技术是将废水经过过滤、预处理、酸化处理后，再加入光催化剂，最后加入紫外光源进行处理。
这种方法适用于一般有机物和部分难分解有机物的处理。
如苯系、烷基、醛类等有机物从光氧催化反应中完全分解，并生成二氧化碳和水等无害物质，效率高且经济实惠。
2. 光催化还原技术光催化还原技术是将废水经过处理后，加入光催化剂和还原剂进行处理。
这种方法适用于能够在光照下被还原的有机物。
这种方法对去除硝基类有机物和还原色谱检测难度高的有机物十分有效。
3. 光降解技术光降解技术是将有机污染水通过光催化剂的催化下，进行氧化降解后，最终达到净化的效果。
该技术对大多数有机物都有很好的降解效果，可以同时降解多种有机污染物。
光催化技术的优势光催化技术具有很多优势，如下：1. 高效：使用光催化技术，无需其他化学或生物添加剂，仅需少量催化剂，即可快速而高效地实现净化效果。
2. 环保：光催化技术不产生任何二次污染，对环境的影响最小。
3. 经济：光催化技术所需的设备简单，耗电少，具有低维护成本。
4. 可控性强：光催化技术可以通过对催化剂的选择和控制光源，实现对有机废水中污染物的精准控制。
光催化技术的局限性尽管光催化技术有众多的优点，但仍有其局限性。
如下：1. 工艺需要改进：尽管光催化技术在一定程度上已经可以解决有机废水治理问题，但其工艺仍需要改进，以提高催化剂的稳定性和活性。
・防治技术・催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用李启良,陈建林(南京大学环境学院,江苏南京 210093)摘 要:催化氧化法是处理难降解有机废水的一项重要的新技术。
在对化学氧化法的不断改进中,逐步发展出湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法。
不同的氧化方法所用的催化剂不相同,有机化合物的种类和结构不同,催化剂与氧化剂之间存在匹配问题,因此对催化剂要进行筛选评价。
关键词:废水处理;催化氧化;催化剂中图分类号:X703.5;O643.36 文献标识码:A 文章编号:1004-695X(2003)02-0034-03R evie w on Selection of C atalysis in C atalytic OxidationLI Qi2liang,CHE N Jian2lin(School o f the Environmental,Nanjing Univer sity,Nanjing,Jiangsu210093,China)Abstract:The treatment of organic wastewater with catalytic oxidation methods is a totally new technology.The paper introduces the progress in the selection of catalysts in the treatment of organic wastewater with four basic catalytic oxidation methods(wet catalytic oxida2 tion,photo catalytic oxidation,hom ogeneous catalytic oxidation and heterogeneous catalytic oxidation).The different kinds and different compositions of organic wastewater should be treated with different catalytic oxidation method,s o it is necessary to study on catalysts match2 ing with different oxidants in treating with specific organic wastewater.K ey w ords:Wastewater treatment;Catalytic oxidation;Catalysts review 对有机化工行业每天排放大量有机废水的处理中,催化氧化法具有独有的优势而成为研究的重点。
该法不仅可以改善废水的可生化降解性,在物化和生化处理之间架设了一座桥梁,而且可以作为单独处理工艺来应用,是废水处理的一项新技术,国内外已进行了广泛深入的研究。
其中,研究较多的是寻找新型、高效、稳定性好、成本低廉的催化剂。
在对化学氧化法不断改进的过程中,逐步发展了湿式催化氧化等方法[1]。
不同的氧化方法应用的催化剂不相同,而且由于氧化催化剂具有选择性,有机化合物的结构和种类不同以及催化剂与氧化剂存在匹配问题,因此要对催化剂进行筛选评价。
催化剂一般分为光敏化半导体材料、过渡金属盐及其氧化物和复合氧化物四大类(表1)。
在形态上可分为均相和非均相两种;从催化剂的组成又分贵金属和非贵金属两种。
作者将分别作评述,并简介催化作用的机理。
1 湿式催化氧化催化剂湿式催化氧化技术始于20世纪70年代。
它表1 催化氧化法常用催化剂[2]类 别催化剂金属盐PCl2,RuCl3,RbCl3,IrCl4,K2PtO4,NaAuCl4,NH4ReO4,AgNO3,Na2CrO7,Cu(NO3)2,CuS O4,C oCl2,NiS O4,FeS O4,MnS O4,ZnS O4,SnCl2,Na2CO3,Cu(OH)2,Cu(Ⅱ),CuCl2,FeCl2,CuS O4-(NH4)2S O4,MnCl2,Cu(BF4)2,Mn(AC)2氧化物W O3,V2O5,M oO3,Z rO4,T aO2,Nb2O5,H fO2ΠOsO4,CuO,Cu2O,C o2O3,NiO,Mn2O3,CeO2,SnO2,Fe2O3复合氧化物CuO-Al2O3,MnO2-Al2O3,CuO-S iO2,CuO-ZnO-Al2O3,RuO2-CeO2,RuO2-Al2O3,RuO2-Z rO2,RuO2-T iO2,Mn2O3-CeO2,Rh2O-CeO2,PtO-CeO2,IrO2-CeO2,PdO-T iO2,C o3O4-BiO(OH),C o3O4-CeO2,C o3O4-BiO(OH)-CeO2,C o3O4-BiO(OH)-Ln2O3,CuO-ZnO,“OG”,SnO2-Sb2O4,SnO3-M oO3,Fe2O3-Sb2O4,SnO2-FeO3,Fe2O3-Cr2O3,Fe2O3-P2O5,Cu-Mn-Fe氧化物,Cu-Mn氧化物,Cu-Mn-Zn氧化物,C o-Mn-Zn氧化物,C o-Cu氧化物,Cu-Mn-C o氧化物光敏化半导体T iO2,ZnO,CdS,W O3,Fe2O3是在高温高压和催化剂作用下,使氧化剂迅速反应分解出活性基团(自由基),进而氧化分解有机物,最终产物为C O2,H2O及N2等无害物质。
其技术的关键是研制高氧化活性、高稳定性的催化剂。
收稿日期:2002-12-13;修订日期:2003-02-18作者简介:李启良(1973—),男,湖北黄岗人,南京大学在读硕士研究生,主要研究废水处理技术与资源化。
43第16卷 第2期污染防治技术2003年6月湿式催化剂在水热条件下使用,在反应过程中会产生有机酸类物质,反应器中的pH值会迅速下降,因此要求催化剂及其载体能抗酸碱腐蚀,且有良好的稳定性。
目前应用于湿式催化氧化的催化剂主要有过渡金属及其氧化物、复合氧化物和盐类。
其中贵金属系列和铜系列催化剂研究最多。
贵金属催化剂催化活性高、稳定性好,但是价格昂贵,而铜系列催化剂催化活性较高却存在铜的溶出问题,因此研究者进行了将贵金属担载于某些载体上,以减少贵金属组分含量的研究。
杜鸿章等人[3]经过实验筛选出用T iO2担载贵金属催化剂Ru和添加稀土元素的双组分催化剂处理焦化废水,催化剂性能优于国外同类产品,处理后的废水指标远低于国家排放标准。
日本的Higashi,K unishige等[4]用PtΠAl2O3作催化剂,在150℃反应温度下,80min 使苯酚完全分解。
另一些学者则将非贵金属制成复合催化剂试验它们的催化性能。
宾月景[5]等人考查4个系列15种催化剂处理染料中间体H-酸溶解,发现Ce和Cu组合催化性能最好,C OD去除率达到92%以上。
严莲荷等人[6]优选13种催化剂处理分散染料废水,得出Al,Cu复合催化活性最高。
杨琦等人[7]用ABO3稀土类催化剂湿式氧化处理香料废水效果较好。
日本的Imamura[8]用Mn -Ce复合氧化物催化剂湿式氧化处理乙酸、吡啶等,认为其催化效果优于可溶性的铜盐。
意大利的Leitenburg[9]研究了用催化剂CeO2-ZrO2-CuO和CeO2-ZrO2-MnO2的混杂物处理乙酸,发现Cu(或Mn)与Ce之间的协同作用能提高催化活性,并且溶出量极少,稳定性好。
可见稀土作为优良的载体,可望得到关注和应用。
2 光催化氧化催化剂光催化降解法的研究始于20世纪70年代,是目前研究较多的一项技术。
它利用光敏化半导体材料在具有一定能量的光照射下激发出电子-空穴对,使吸附在半导体表面的DO,H2O(也包括H2O2和O3)迅速反应分解出活性基团(或称自由基)与同样吸附在半导体表面的有机物发生一系列的氧化还原反应,最终产物为C O2,H2O等。
此法的优点在于可以利用太阳光在常温常压下进行,且光敏半导体来源广泛、回收利用技术简单,从而得到重视,其在废水、饮用水的深度处理方面有许多报导。
但是,存在处理效率不高的问题,主要原因可能是产生的电子-空穴对易复合。
用于光催化氧化的催化剂(或称光敏化剂)是硫族氧化物如W O3,T iO2,ZnO等N型半导体材料,其中T iO2性能最优。
T iO2可以制成粉末状,作单一催化剂使用,也可负载于适宜的载体上,还可以在其表面负载少量的金属杂质,以提高催化活性。
郭新章等人[10]用T iO2、W O3对活性染料水溶液进行光催化降解,结果表明,T iO2对活性艳蓝X-BR染料的降解能力比W O3强;陈梅兰等人[13]以T iO2 (锐钛型)光催化降解有机溴杀虫剂,3h内,杀虫剂降解率达7315%;Y in Zhang等人[12]将T iO2负载在硅胶、玻璃纤维等上光降解三氯乙烷,发现T iO2/硅胶效果最佳;谭湘萍等人[13]比较了新型载银T iO2和单一T iO2催化剂降解印染废水,发现载银T iO2效果明显好于单一T iO2催化剂,C OD去除率大幅提高;岳林海等人[14]用掺杂体系AgΠZnO降解甲基对硫磷水溶液,发现有氧存在下,经UV照射降解是有效的。
光催化剂从单相催化剂到复合剂使催化效果得到较大提高,但是存在电子-空穴对的复合,光量子效率一般不高,并且光催化反应效率易受溶液中的溶解氧、无机电解质的影响,制约了光催化氧化的推广应用。
3 均相催化氧化催化剂均相催化氧化法中催化剂是以分子或离子水平对反应过程起催化作用,所以属可溶性的催化剂,常用的均相催化剂为可溶性的金属盐如铜盐、铁盐、锌盐以及锰盐。
其中研究最广泛的是Fenton试剂法,催化的机理为Fe2+或Fe3+加速H2O2分解出・OH自由基,使溶液中的有机物被・OH迅速氧化降解。
祝万鹏等人先后研究了用Fenton试剂处理DS D酸氧化母液[15]和H酸生产废液[16],结合混凝工艺C OD和色度的去除率分别达90%和95%;鲁军等人[17]采用H2O2/Fe3+对含酚废水进行催化氧化的研究结果表明,在酸性pH范围内,Fe3+作催化剂可获得不低于Fe2+的催化活性,对酚,C OD和T OC都有较好的去除率;村上幸夫等人[18]以甲醛、甲醇为对象,对Cu、C o、Ni、Fe、Mn、V盐的催化能力进行了研究,发现Cu盐具有明显的催化作用;张秋波等人[19]对煤气化废水的均相催化氧化进行了研究,结果表明硝酸铜以及它与氯化亚铁的混合物具有很高的催化活性;台湾的Lin[20]用CuS O4和CuNO3作催化剂处理脱浆废水,C OD去除率达5380%以上;David D.Leavitt等人[21]发现硝酸铵在均相催化氧化2,4-二氯氧基乙酸中优良的催化性能,几乎使水中的有机物完全分解。
