臭氧氧化技術(shù)在水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，因其能夠與不飽和雙鍵的有機物發(fā)生加成反應(yīng)，并在水中生成羥基自由基(·OH)，可無選擇性地分解有機物為二氧化碳、水和可生物降解的小分子化合物。臭氧單獨使用時，羥基自由基產(chǎn)生量有限，需要催化劑或光照等條件誘導(dǎo)產(chǎn)生。臭氧高級氧化法的機理基于催化/激發(fā)臭氧的分解和羥基自由基生成的增強。本文總結(jié)了目前常見的臭氧催化方法，以供大家參考。

為什么需要使用催化劑

臭氧單獨使用時，需要催化劑或光照等條件誘導(dǎo)是因為，單獨使用臭氧反應(yīng)速率較低且具有選擇性。而羥基自由基具有極高的反應(yīng)活性，可以與幾乎所有類型的有機物(乙烯、脂質(zhì)、芳香、脂肪族)和無機物(陰離子和陽離子)反應(yīng)。因此，通過催化劑或光照等條件誘導(dǎo)產(chǎn)生羥基自由基，可以大大提高臭氧氧化法的氧化效率，更好地去除水中的有機物。

臭氧催化方法分為“均相催化”和“非均相催化”。

均相催化

均相催化臭氧氧化過程催化劑所用金屬離子主要為過渡金屬離子。在這個過程中，溶于水中的過渡金屬離子催化臭氧分解反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基，以及金屬離子與有機物之間形成絡(luò)合物，然后進(jìn)行最終氧化反應(yīng)。均相催化過程催化劑與反應(yīng)體系難以分離，催化劑消耗量大，且會通過催化劑流失而引入新的金屬離子污染，因此，在水處理應(yīng)用中受到較大的限制。

非均相催化

非均相催化臭氧氧化體系具有無二次污染、催化劑流失量少，且可回收重復(fù)利用、處理成本低等優(yōu)點。非均相臭氧氧化催化劑主要包括金屬氧化物(MnO2、TiO2、Al2O3)，以及負(fù)載型金屬或金屬氧化物(如 Cu-Al2O3、Cu-TiO2、Ru-CeO2、V-O/TiO2、V-O / 硅膠和 TiO2/ Al2O3、Fe2O3/ Al2O3)。不同金屬d 軌道填充電子不盡相同，只有能形成強反饋鍵的金屬才具有較好的催化臭氧氧化效果。介孔材料因其表面積大、孔結(jié)構(gòu)均勻和熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點可用作催化臭氧氧化的有效催化劑/載體。

以上，是本文總結(jié)的臭氧催化方法。