催化臭氧技术[参考内容]
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臭氧催化氧化技术1. 臭氧催化氧化技术的原理:臭氧催化氧化技术是一种利用臭氧氧化剂将有机物和无机物氧化的技术。
臭氧氧化剂是一种具有臭氧催化作用的物质,其作用是将臭氧分解成活性氧,从而发生氧化反应。
臭氧氧化剂可以有效地将有机物、无机物和溶剂等物质氧化,从而达到净化空气的目的。
2. 臭氧催化氧化技术的应用臭氧催化氧化技术可以用于去除污染物,如挥发性有机物(VOCs)、氨氮、硫化氢、氯气等,以及臭气、有害气体等。
它可以用于处理各种类型的废气,如工业废气、汽车尾气、医疗废气、垃圾焚烧废气等,以及处理空气污染物。
此外,臭氧催化氧化技术还可以用于处理水污染物,如氨氮、硫化物、氯化物等。
它还可以用于处理固体废物,如有机废料、植物秸秆、废旧电子产品等。
3. 臭氧催化氧化技术的优缺点优点:臭氧催化氧化技术可以有效地去除水中的有机物,污染物和病原体;具有较高的处理效率,可以在短时间内实现高浓度污染物的去除;操作简单,易于控制和维护;可以有效地去除水中的挥发性有机物;可以有效地降低水中的氨氮含量。
缺点:臭氧催化氧化技术的成本较高;臭氧的使用可能会产生有害的副产物,如臭氧氧化物;臭氧催化氧化技术只能有效地去除水中的有机物,而无法有效地去除水中的无机物;臭氧催化氧化技术的处理效率受污染物浓度、温度、pH值等因素的影响。
4. 臭氧催化氧化技术的发展趋势臭氧催化氧化技术的发展趋势主要有以下几点:首先,臭氧催化氧化技术的应用范围将不断扩大,将更多的污染物纳入治理范围;其次,技术的发展将更加精细化,将更加精确地控制臭氧催化氧化技术的反应条件;第三,将更多的研究和开发投入到臭氧催化氧化技术中,以提高臭氧催化氧化技术的效率和稳定性;最后,臭氧催化氧化技术的成本将逐渐降低,以便更多的污染物得到有效的治理。
臭氧催化氧化技术是一种利用臭氧氧化剂氧化有机物的技术,它可以有效地去除污染物,减少对环境的污染。
近年来,臭氧催化氧化技术受到了越来越多的关注,因为它在环境保护方面有着重要的作用。
臭氧高级氧化是水处理技术中去除有机污染物的一种重要方法,能将很多有机物降解并改善其生物降解性能。
在不需要调整废水pH值情况,以催化铁为催化剂,能够促进O3分解产生羟基自由基,从而强化臭氧的氧化能力。
可以提高臭氧的利用效率、氧化速度和氧化能力,并提高了污染物的去除率。
臭氧具有强氧化性,臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位,其不仅可以消毒杀菌,还可以氧化分解水中污染物,但对污染物具有选择性且速度慢。
但臭氧在中性环境下,在催化铁的催化作用下,在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH,HO·(E0=2.8V)电位高,针对污染物反应能力强、速度快、可引发链反应,使许多有机物彻底降解。
废水的可生化性,利于二次生化。
达到降低COD、提高可生化性、脱色等;深度处理:用于生化出水的深度处理,强化降解剩余COD,实现矿化,达成废水提标排放或回用。
实现降低COD、提高可生化性杀菌、消毒、脱色、除异味等。
气/氧气)、在线臭氧分析仪(气相)、臭氧尾气破坏器、催化中心反应器、催化剂、水泵、气态臭氧质量浓度仪(BMT964)、气态臭氧质量流量计(E+H/AT70F)、水中臭氧浓度仪(W&T/OZ7)、臭氧微孔曝气装置,石英砂过滤器等。
以上系统配置,可根据实际情况增减子单元。
五、本催化臭氧高级氧化系统优势6.1 系统操作参数《室外排水设计规范》(GB50014-2006)七、相关比较八、工程案例展示(1)深圳光明污水处理厂-华星光电3.8万吨电子废水预处理(2)上海巴斯夫5000吨混合化工废水提标(3)靖江帝斯曼4000吨制药废水提标(4)福田集团盐城福汇纺织12000吨印染废水提标-去苯胺及脱色(5)绍兴污水处理厂高级氧化处理工程(中试规模100吨/天)(6)江西天新药业高级氧化处理工程(中试规模100吨/天)(7)宣伟涂料(南通)废水站高级氧化预处理工程。
臭氧催化氧化技术原理介绍
以臭氧催化氧化技术原理介绍为主题,本文将介绍臭氧催化氧化技术的原理和应用。
臭氧催化氧化技术是一种通过臭氧催化氧化有机物质的技术。
它是一种高效、环保、经济的有机废气处理技术,广泛应用于化工、印染、制药、食品等行业的废气处理。
臭氧催化氧化技术主要是利用臭氧的强氧化性质,将有机废气中的有毒有害物质分解成无害物质。
臭氧的氧化性能非常强,它可以氧化大多数有机物质,并且在氧化过程中产生的副产物通常是无害的。
臭氧催化氧化技术的原理主要是通过催化剂将臭氧分解成氧自由基,然后利用氧自由基的氧化性质将有机物质分解成无害的物质。
催化剂通常是由铁、钴、铜等金属元素制成,这些金属元素可以促进臭氧分解,并提高氧自由基的氧化能力。
臭氧催化氧化技术的应用非常广泛,它可以处理大多数有机废气,如苯、甲苯、二甲苯、乙酸、丙酮、醛类、酮类、酯类等。
此外,臭氧催化氧化技术还可以处理一些难处理的有机物质,如氯化氢、氰化氢、硫化氢等。
臭氧催化氧化技术有许多优点,如处理效率高、处理效果好、操作简单、设备维护成本低等。
此外,臭氧催化氧化技术还可以与其他
废气处理技术结合使用,如吸附、膜分离、生物处理等,以达到更好的处理效果。
臭氧催化氧化技术是一种高效、环保、经济的有机废气处理技术,可以广泛应用于化工、印染、制药、食品等行业的废气处理。
它的原理是通过催化剂将臭氧分解成氧自由基,然后利用氧自由基的氧化性质将有机物质分解成无害的物质。
臭氧催化氧化技术有许多优点,如处理效率高、处理效果好、操作简单、设备维护成本低等。
催化臭氧氧化技术
1 、催化臭氧氧化技术
1.1 什么是催化臭氧氧化技术
催化臭氧氧化技术是指使用催化剂将臭氧氧化为氧活性物质,如电子、自由基、和酸,来对污染物进行氧化分解的一种新型技术。
该技术利用臭氧在活性锰催化剂的存在下,能被加快氧化分解多种有机污染物的技术,是一种高效,快速,环保的新型水处理技术。
1.2 优点
1)、催化臭氧氧化技术的最大优点是反应快速,耗能少,污染物经臭氧氧化分解,能在瞬间变成无害物质,从而节约能源,降低污染物的排放量。
2)、催化臭氧氧化技术的另外一个优势是占地面积小,催化臭氧氧化设备的体积较小,基本上可以安装在室内,占地面积小,安装方便。
3)、催化臭氧氧化技术还具有低温、低压的特点,可以在低温下保持反应介质的稳定性。
4)、催化臭氧氧化反应基本上不产生污染物,只有微量的水溶性气体被排放,没有污染物进入水体,大大减少了水体的污染。
1.3 缺点
1)、催化臭氧氧化技术的缺点之一是催化剂消耗量大,催化剂的更换频繁,容易造成催化剂的浪费。
2)、催化臭氧氧化技术只能对一部分有机物质起到氧化分解作用,
对某些污染物的去除效果不好。
3)、催化臭氧氧化技术需要提供固定的温度和压力,保持温度和压力的稳定是技术发挥最大效果的关键。
一、水处理催化臭氧技术催化臭氧技术是基于臭氧的高级氧化技术,它将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来,能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。
催化臭氧化按催化剂的相态分为均相催化臭氧化和多相催化臭氧化,在均相催化臭氧化技术中,催化剂分布均匀且催化活性高,作用机理清楚,易于研究和把握。
但是,它的缺点也很明显,催化剂混溶于水,导致其易流失、不易回收并产生二次污染,运行费用较高,增加了水处理成本。
多相催化臭氧化法利用固体催化剂在常压下加速液相(或气相)的氧化反应,催化剂以固态存在,易于与水分离,二次污染少,简化了处理流程,因而越来越引起人们的广泛重视。
1催化臭氧化对于催化臭氧化技术,固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。
研究发现,多相催化剂主要有三种作用。
一是吸附有机物,对那些吸附容量比较大的催化剂,当水与催化剂接触时,水中的有机物首先被吸附在这些催化剂表面,形成有亲和性的表面螯合物,使臭氧氧化更高效。
二是催化活化臭氧分子,这类催化剂具有高效催化活性,能有效催化活化臭氧分子,臭氧分子在这类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。
三是吸附和活化协同作用,这类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,产生高氧化性的自由基,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[3]。
在多相催化臭氧化技术中涉及的催化剂主要是金属氧化物(Al2O3 、TiO2、MnO2等)、负载于载体上的金属或金属氧化物(Cu/TiO2 、Cu/Al2O3、TiO2/Al2O3等)以及具有较大比表面积的孔材料。
这些催化剂的催化活性主要表现对臭氧的催化分解和促进羟基自由基的产生。
臭氧催化氧化过程的效率主要取决于催化剂及其表面性质、溶液的pH值,这些因素能影响催化剂表面活性位的性质和溶液中臭氧分解反应[4]。
电催化臭氧处理电催化臭氧处理(催化氧化)是一种有效的水处理技术,它可以有效地去除水中有害物质,是处理水污染的有效方法。
在本文中,我们将从催化氧化技术的原理和过程入手,讨论它在水处理中的应用,以及在处理水污染中的作用。
一、催化氧化技术原理催化氧化是一种以水溶液中的活性氧作为氧化剂,具有催化作用的物质(如铝、钛、铁、锌等金属元素)作为催化剂,使水中有毒和有害物质进行氧化反应的高效过程。
该过程具有两个主要阶段:1.化氧化前处理阶段:在此阶段,水溶液中的活性氧和催化剂以及其他辅助物质(如酸碱稳定剂)会进行混合,以分散污染物、分解有机物、减少污染物的聚集现象。
2.化反应阶段:在该阶段,催化剂会将水溶液中的有毒和有害物质氧化成无毒和无害的物质,如CO2和H2O。
二、催化氧化在水处理中的应用1.化氧化处理有机污染物:由于有机污染物不易直接氧化,催化氧化技术可以有效地去除水中的有机污染物,如多环芳香烃、硫醇类和其他有机污染物。
2.化氧化处理重金属污染物:催化氧化技术可以有效地减少水中重金属性污染物的浓度,如铅、铬、锌、铜、镉等重金属污染物。
3.化氧化处理水中有害物质:催化氧化技术可以有效地减少水中有毒有害物质的浓度,如氨氮、氰化物、消毒副产物等物质。
三、催化氧化在处理水污染中的作用1.低有毒物质的浓度:催化氧化技术可以有效地去除水中的有毒物质,降低其浓度,从而减少流入河流、湖泊等水体的污染,有助于保护水环境。
2.少致病微生物的数量:催化氧化技术可以有效地清除水中的致病微生物,从而减少细菌、病毒、螺旋体等致病微生物的数量,减少病原体的传播。
3.少有害气体的排放:催化氧化技术清除水中的有毒有害物质,使有害气体如氨气、氰化物等的排放量大大减少,从而减少与空气污染有关的危害。
四、结论催化氧化技术是一种有效的水处理技术,它可以有效地减少水中有毒有害物质的浓度,减少致病微生物的数量,减少有害气体的排放,从而保护水环境,有助于改善水质,减少水污染的危害。
陶瓷膜催化臭氧氧化全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:陶瓷膜催化臭氧氧化技术是一种新兴的环保技术,可以有效地去除空气中的有机污染物和恶臭气体。
陶瓷膜催化臭氧氧化技术是利用陶瓷膜作为载体,催化臭氧氧化有机污染物,从而达到净化空气的目的。
陶瓷膜是一种具有高硬度、高抗腐蚀性和高渗透性的材料,广泛应用于各种领域,包括电子、航空航天、汽车等。
利用陶瓷膜进行催化臭氧氧化,可以有效地提高臭氧的利用率,降低能耗,减少二次污染。
陶瓷膜催化臭氧氧化技术的原理是利用臭氧分解产生的自由基与有机污染物进行氧化反应,将有机污染物转化为无害的水和二氧化碳。
在这一过程中,陶瓷膜起到了催化作用,加速臭氧与有机污染物的反应速率,提高反应效率。
陶瓷膜催化臭氧氧化技术具有许多优点。
由于陶瓷膜的高硬度和高抗腐蚀性,可以保证催化剂的长期稳定性和高效性。
陶瓷膜的高渗透性可以提高反应速率和反应效率,减少能耗和成本。
陶瓷膜催化臭氧氧化技术还具有操作简单、设备稳定、维护成本低等优点。
陶瓷膜催化臭氧氧化技术适用于许多领域,包括工业废气处理、城市污水处理、化工废水处理等。
在工业废气处理中,陶瓷膜催化臭氧氧化技术可以有效地去除有机污染物和恶臭气体,净化空气,保护环境。
在城市污水处理中,陶瓷膜催化臭氧氧化技术可以有效地去除有机污染物和微生物,净化水质,保障供水安全。
在化工废水处理中,陶瓷膜催化臭氧氧化技术可以有效地去除有机污染物和重金属离子,净化废水,达到排放标准。
第二篇示例:陶瓷膜催化臭氧氧化技术是一种将臭氧气体通过陶瓷膜进行催化氧化处理的新型环保技术。
随着环境污染问题日益严重,传统的废气处理方法已无法满足环保标准,陶瓷膜催化臭氧氧化技术逐渐被广泛应用于工业废气处理领域。
本文将详细介绍陶瓷膜催化臭氧氧化技术的原理、优势及应用范围。
一、陶瓷膜催化臭氧氧化技术原理陶瓷膜催化臭氧氧化技术是通过将臭氧气体通入陶瓷膜反应器中,在催化剂的作用下,臭氧分子会被催化氧化成无害的氧气和水蒸气。
臭氧催化氧化技术一、技术介绍:北京山美水美环保推出的臭氧催化氧化技术是基于臭氧高级氧化技术,将臭氧的强氧化性和催化剂、活性炭的吸附、催化特性结合起来,利用臭氧分子在催化剂表面产生的高反应活性自由基中间体,尤其是羟基自由基氧化去除污水中难生物降解有机物的过程。
能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。
在污水处理,降低COD、bod、去除氨氮、脱色,提标改造,市政污水,工业废水,焦化废水,新能源废水等方面效果显著。
二、技术优势:(1)催化效率高,反应速率快,cod可降低到30,20,15;(2)高级氧化技术,cod和氨氮可以同时去除,吨水成本低;(3)臭氧投加量低,高效混合,利用率高,运营成本低;(4)集成一体化设备及工艺,占地面积小,投资成本低;(5)催化剂、活性炭使用寿命长,种类齐全适应于各种复杂污水;(6)无二次污染,不产生剩余污泥,对有机污染物的降解几乎无选择性。
三、核心产品介绍:一、臭氧发生器山美水美环保公司根据环保发展需求,推出CF-G系列大型变频臭氧发生器、大型变频臭氧机。
该机由北京山美水美环保公司研发,具有自主知识产权。
二、臭氧催化剂北京山美水美臭氧催化剂以铝基作为载体,采用贵金属材料,针对不同的污水水质,现有18种臭氧催化剂,采用多段催化剂联合技术,可以提高污水COD脱除率。
广泛应用在市政污水,工业园区污水。
各种工业废水,如化工废水,石化废水,煤化工废水,焦化废水,钢铁废水,有色矿废水,制药废水,印染废水,电子废水,反渗透浓水,垃圾渗透液等。
☆关于北京山美水美臭氧催化剂种类:1.陶瓷型(1个品种)2.铝基型(16个品种)3.炭基型(1个品种)三、臭氧高效溶气装置臭氧高效溶气装置是臭氧利用率关键设备,也直接影响运营成本。
臭氧投加五种方式:1.瀑气池(塔):钛爆气盘,长柄滤头,高度6米要求2.射流器:采用文丘里原理气水混合(流量型设计,溶气型设计)。
3.二次射流器:水气混合物再和水混合4.溶气泵:(小型替代高水池,大型溶气泵目前没有,只有50吨/小时以下的)同样功耗,厂家差距很大。
臭氧催化处理方案引言臭氧(O3)作为一种强氧化剂,已广泛应用于水和空气的治理中。
其具有高效消除有害物质的能力,并且对环境的影响较小。
臭氧催化处理是一种利用臭氧分解有机污染物的技术,通过催化剂的作用,可以提高臭氧的分解效率,从而实现对有机污染物的有效去除。
本文将介绍臭氧催化处理方案的原理、应用领域以及操作注意事项。
原理臭氧催化处理的原理主要包括以下几个步骤:1.产生臭氧:使用臭氧发生器产生臭氧。
通常采用电解法或紫外光法来产生臭氧,其中紫外光法较为常用。
2.催化剂作用:将臭氧送入催化剂层。
催化剂可以提高臭氧分解有机物的效率。
常用的催化剂有铁、钛、锰等金属氧化物。
3.氧化分解:臭氧分解有机物,产生活性氧(O)和氧化亲和性较大的羟基自由基(OH),这些物质能快速氧化和分解有机物。
4.残留处理:经过催化分解后,产生的残留物可以通过过滤或吸附等方法进行处理,以保证出水或出气的质量。
应用领域臭氧催化处理方案在以下领域得到广泛应用:水处理臭氧催化处理在水处理领域具有重要的应用价值。
臭氧可以有效去除水中的有机物、重金属、细菌等污染物。
其氧化能力强,对难降解废水有较好的处理效果。
常见的水处理应用包括饮用水净化、废水处理、游泳池水处理等。
大气治理臭氧催化处理也被应用于大气污染治理中,主要是通过将臭氧与环境中的污染物接触,实现氧化分解有机物及其他有害物质的目的。
尤其对于挥发性有机物(VOCs)的去除效果显著。
常见的大气治理应用包括印刷、油漆、家具制造等工业领域。
操作注意事项在使用臭氧催化处理方案时,需注意以下事项:1.控制臭氧浓度:臭氧具有一定的毒性,过高的浓度可能对人体造成伤害。
在操作过程中,应合理控制臭氧浓度。
2.确保催化剂的活性:催化剂的活性会随着使用时间的增长而减弱,因此需要定期检测和更换催化剂,以保证臭氧催化处理的效果。
3.避免二次污染:臭氧催化处理会产生一些残留物和副产物,应采取适当的措施进行处理,防止二次污染的发生。
臭氧均相催化氧化的工艺臭氧均相催化氧化是一种重要的工艺,广泛应用于环境保护和化学工程领域。
本文将从臭氧的生成、催化剂的选择和反应机理等方面进行详细介绍。
一、臭氧的生成臭氧是一种强氧化剂,具有很高的氧化能力。
在大气中,臭氧的生成主要通过紫外线辐射和电晕放电两种途径。
紫外线辐射是指太阳光中的紫外线通过大气层中的臭氧分子吸收部分能量后,使氧分子发生裂解,生成活性的单质氧原子,然后这些氧原子与其他氧分子结合形成臭氧。
电晕放电则是指通过电场的作用,使氧气分子发生电离,产生氧离子和电子,然后这些氧离子与其他氧分子结合形成臭氧。
二、催化剂的选择在臭氧均相催化氧化过程中,选择合适的催化剂对反应效果起着至关重要的作用。
常用的催化剂有金属催化剂和非金属催化剂两类。
金属催化剂如铁、钴、锰等可以提高臭氧的生成速率和产量,同时还能提高反应的选择性和效率。
非金属催化剂如氟化物、碱金属和碱土金属等对臭氧的生成也有很好的催化效果。
选择催化剂时需要考虑其催化活性、稳定性和成本等因素。
三、反应机理臭氧均相催化氧化的反应机理较为复杂,主要包括以下几个步骤:1. 臭氧的吸附:臭氧分子通过吸附到催化剂表面,与催化剂表面形成臭氧-催化剂复合物。
2. 活化:臭氧-催化剂复合物在催化剂表面发生活化,臭氧分子裂解为氧原子和氧离子。
3. 反应:活化的氧原子与待处理的废气中的有机物分子发生反应,氧化有机物生成二氧化碳、水和其他无害物质。
4. 再生:反应后的催化剂通过吸附其他氧分子,再生为臭氧-催化剂复合物,继续参与下一轮反应。
四、应用领域臭氧均相催化氧化广泛应用于环境保护和化学工程领域。
在环境保护方面,臭氧可以有效去除空气中的有机污染物、异味物质和细菌等,用于空气净化、水处理和废气治理等方面。
在化学工程领域,臭氧可用于有机合成反应的催化剂和催化剂的再生等。
总结:臭氧均相催化氧化是一种重要的工艺,通过合理选择催化剂和优化反应条件,可以高效地生成臭氧并进行氧化反应。
一、水处理催化臭氧技术
催化臭氧技术是基于臭氧的高级氧化技术,它将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来,能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。
催化臭氧化按催化剂的相态分为均相催化臭氧化和多相催化臭氧化,在均相催化臭氧化技术中,催化剂分布均匀且催化活性高,作用机理清楚,易于研究和把握。
但是,它的缺点也很明显,催化剂混溶于水,导致其易流失、不易回收并产生二次污染,运行费用较高,增加了水处理成本。
多相催化臭氧化法利用固体催化剂在常压下加速液相(或气相)的氧化反应,催化剂以固态存在,易于与水分离,二次污染少,简化了处理流程,因而越来越引起人们的广泛重视。
1催化臭氧化
对于催化臭氧化技术,固体催化剂的选择是该技术是否具有高效氧化效能的关键。
研究发现,多相催化剂主要有三种作用。
一是吸附有机物,对那些吸附容量比较大的催化剂,当水与催化剂接触时,水中的有机物首先被吸附在这些催化剂表面,形成有亲和性的表面螯合物,使臭氧氧化更高效。
二是催化活化臭氧分子,这类催化剂具有高效催化活性,能有效催化活化臭氧分子,臭氧分子在这类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。
三是吸附和活化协同作用,这类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,产生高氧化性的自由基,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[3]。
在多相催化臭氧化技术中涉及的催化剂主要是金属氧化物(Al2O3 、TiO2、MnO2等)、负载于载体上的金属或金属氧化物(Cu/TiO2 、Cu/Al2O3、TiO2/Al2O3等)以及具有较大比表面积的孔材料。
这些催化剂的催化活性主要表现对臭氧的催化分解和促进羟基自由基的产生。
臭氧催化氧化过程的效率主要取决于催化剂及其表面性质、溶液的pH值,这些因素能影响催化剂表面活性位的性质和溶液中臭氧分解反应[4]。
1.1 (负载)金属催化剂
通过一定方式制备的金属催化剂能够促使水中臭氧分解, 产生具有极强氧化性的自由基, 从而显著提高其对水中高稳定性有机物的分解效果。
许多金属可用于催化臭氧氧化过程中, 如钛、铜、锌、铁、镍、锰等。
1.2 金属氧化物
金属氧化物的合理选用可直接影响催化反应机理和效率。
一般金属氧化物表面上的羟基基团是催化反应的活性位,它通过向水中释放质子和羟基,发生离子交换反应而从水中吸附阴离子和阳离子,形成Bronsted酸位,而该酸位通常被认为是金属氧化物的催化中心。
下面以几种被广泛进行了研究的金属氧化物催化剂TiO2、Al2O3 、MnO2做详细介绍。
(1)二氧化钛TiO2
TiO2一般用作光催化反应,但是它对水中有机物的催化臭氧化也有很好的效果,既可以单独作为臭氧化反应的催化剂,又可以和紫外光一起共同催化臭氧化。
Beltran等以TiO2粉末作催化剂,研究了催化臭氧化降解草酸的效果。
相对于单独臭氧氧化体系,多相催化臭氧化法对草酸的去除率和矿化程度有了极大的提高。
(2)氧化铝Al2O3
Al2O3通常被用作催化剂的载体,但有些研究者发现它同样具有一定的催化臭氧氧化的能力。
Ni和Chen[9]的研究表明,γ- Al2O3的存在使2-氯酚的有机碳去除率从单独臭氧氧化的21%提高到43%,而且臭氧的消耗量仅为单独臭氧氧化时的一半,催化剂连续使用三次后去除效果没有明显变化。
(3)二氧化锰MnO2
在所有过渡金属氧化物中,MnO2被认为表现出了最好的催化活性,可以有效催化降解的有机物种类最多。
近年来,纳米材料的出现为开发新型高效的臭氧化催化材料提供了新的机遇,与传统的体相催化剂相比,纳米材料的使用提高了催化剂的催化效率。
过渡金属氧化物纳米材料在催化领域的应用研究已有许多文献报道。
在催化臭氧化中,一些以过渡金属氧化物为活性组分的纳米催化剂比如Co3O4、Fe2O3、TiO2、ZnO等取得了较好的催化效果。
1.3 活性炭
活性炭是由微小结晶和非结晶部分混合组成的碳素物质,活性炭表面含有大量的酸性或碱性基团,这些酸性或碱性基团的存在,特别是羟基、酚羟基的存在,使活性炭不仅具有吸附能力,而且还具有催化能力。
臭氧/活性炭协同作用过程中,在活性炭的吸附作用下市臭氧加速变成羟基自由基,从而提高氧化效率。
活性炭作为催化剂与金属氧化物作为催化剂进行催化臭氧化的不同之处在于对臭氧的分解机理不同:活性炭表面的路易斯碱起主要作用;而金属氧化物表面的路易斯酸是催化过程的活性点。
另外,对活性炭催化体系而言,活性炭表面的吸附性能起较大作用,所以臭氧化降解效率受介质酸碱性影响较大。
2 多相催化臭化机理
目前,已有大量文献叙述了多相催化臭氧化的机理。
一般认为有三种可能的机理:
1.认为有机物被化学吸附在催化剂的表面,形成具有一定亲核性的表面螯合物,然后臭氧或者羟基自由基与之发生氧化反应,形成的中间产物金额能在表面进一步被氧化,也可能脱附到溶液中被进一步氧化,如图2-1所示。
一些吸附容量比较大的催化剂的催化氧化体系往往遵循这种机理。
图2-1 金属催化臭氧化机理I
2.催化剂不但可以吸附有机物,而且还直接与臭氧发生氧化还原反应,产生的氧化态金属和羟基自由基可以直接氧化有机物,如图2-2所示。
图2-2 金属催化臭氧化机理II
Fig. 2-2 Mechanism of metal catalyzed ozonation II
3.催化剂催化臭氧分解,产生活性更高的氧化剂,从而与非化学吸附的有机
物分子发生反应。
二、专用悬浮填料。