臭氧化法有机废水处理中金属氧化物纳米催化剂的研究进展
臭氧高级氧化技术在废水处理中的研究进展
达 到 ５０ ００Ｋ。高 温 将 气 泡 内 的 气 液 界 面 的 介 质
裂 解产 生 强 氧化 性 的 自由基 Ⅲ 。 】 Ｊ
印染废水多含有芳香族偶 氮化合物 ， 其性质 稳定 ， 用传统方法很难处理。胡文容ｂ用超声强化 ］
臭氧 氧化技 术 对 偶 氮 染 料—— 偶 氮 胂 Ｉ 的脱 色 效 能进行 了研 究 。研 究结 果表 明 ： 超声 处理 并不 单独 能 降解 偶 氮胂 Ｉ但 超 声对 臭 氧 氧化 偶 氮胂 Ｉ 明 ， 有 显的 强 化 作 用 。控 制 臭 氧 气 体 浓 度 为 ７０ ｇＬ ．７ｍ ／ ， 外加 ８ 的超声 ， 超声 协 同臭 氧 强化 处 理 偶 氮 ０ｗ 是 胂Ｉ 的最 佳组合 ， 可 以满 足在 １ ｉ 既 １ ｎ内脱 色率达 ｍ
作者简 介： 春芳 （９ ２ ， ， 西蒲城 人 ， 刘 １６ 一）女 陕 高级 工程 师 ， 已 发表论文 ４篇 。
Ｊ１２ ０ ｕ ．０ ２
绿 色化 工 （７ ２ ８～２ ０ ８）
臭 氧 高 级 氧 化 技 术 在 废 水 处 理 中 的研 究 进 展
刘春 芳
（ 中国石油兰州石化公 司 石油化 工研究院 ， 甘肃 兰州 ７０６ ） ３００
摘要： 综述 了近几 年来 臭氧氧 化技术与其 他水处理技 术组合 的高级氧与活性炭协 同作用处 理技术 、 臭氧， 过氧 化氢和臭 氧， 外辐射 等技 术在废 水 处理方面 的 应 紫 用 。臭 氧高级氧化技 术的机 理基于臭氧 氧化与其他 水处 理技术 的组 合 ， 形成 了氧化 能力 极强 的羟 基 自
收 稿 日期 ：０ １ ２ ６ 修 回 日期 ＂０２—０ ２ ０ —１ —０ ； －０ ２ ３—１ ８
定功率的超声波辐射水溶液时 ， 中的微 小泡 水
臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用
臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用随着工业的发展以及城市化的进程，废水处理成为一个日益重要的问题。
废水中的有机污染物、酸性物质和重金属等物质对环境和人体健康都具有极大的危害。
因此，开发出一种高效、节能、环保的处理技术是很有必要的。
臭氧催化氧化技术便是其中一种较为理想的选择。
一、臭氧催化氧化技术的定义及原理臭氧催化氧化技术，简称催化氧化，是利用高效臭氧发生装置将氧气转化为臭氧，再将臭氧与废水中的污染物接触发生氧化反应的一种废水处理技术。
催化氧化技术主要基于臭氧具有较强氧化作用的特点，将臭氧作为一种氧化剂，与废水中的有机物、难降解物质发生氧化反应，可以高效地降解废水中的有机物、难降解物质和部分微污染物，降低废水中有害物质的含量，达到净化废水的目的。
同时，臭氧还有消毒和去除异味的作用。
二、催化氧化技术的优点1. 高效净化废水催化氧化技术对废水中的有机物、难降解物质和部分微污染物都具有很高的降解率，特别是对一些需要高浓度催化氧化的难降解有机物，如苯酚、草酸等废水处理效果优于其他技术。
同时，催化氧化技术可以去除废水中的异味，达到水体资源的保护和循环利用。
2. 药剂消耗量低相比其他处理技术，催化氧化技术的药剂消耗量较低，只需适量的臭氧气体和少量的辅助药剂，可以降低废水处理成本，减轻环境污染。
3. 自动化程度高催化氧化技术的操作过程相对较简单，可以实现智能化控制，自动控制设备参数，减少作业人员的劳动强度，提高工作效率。
三、催化氧化技术的应用场景1. 废水深度处理催化氧化技术具有高效处理废水的能力，可以在市政污水处理厂、工业废水处理厂中得到应用，特别是一些难降解有机废水的处理效果显著，同时也适用于化工、制药、食品、印染、纸浆造纸等行业的废水处理。
2. 水环境净化催化氧化技术可以降低水环境中有害物质的含量，减少对水环境的污染，例如城市排水沟、河流、湖泊等水域的水质净化。
3. 其他应用催化氧化技术还可用于食品工业中的废水处理和鼎力环保科技有限公司豆腐清污废水处理，以及污染物氧化降解、精细有机物合成、臭氧消毒等领域。
臭氧催化氧化机理及其技术研究进展
臭氧催化氧化机理及其技术研究进展臭氧催化氧化机理及其技术研究进展臭氧催化氧化技术是一种重要的大气污染物处理方法，其机理研究及技术发展已经取得了显著进展。
本文将介绍臭氧催化氧化的机理原理，并综述其在环境治理中的技术研究进展。
臭氧催化氧化技术利用臭氧分子中的活性氧原子与污染物发生反应，将有机物及其他污染物氧化为无害的物质。
其机理原理主要包括三个步骤：吸附、催化氧化和生成物物理吸附。
首先，臭氧分子通过表面上的活性位点与有机物发生吸附反应，使有机物分子与催化剂表面接触。
然后，在催化剂的作用下，吸附到催化剂表面的有机物与活性位点中的活性氧原子发生反应，发生催化氧化反应。
最后，生成的氧化物物理吸附于催化剂表面，并随后脱附。
近年来，在臭氧催化氧化技术研究中，许多重要的进展已经实现。
首先，研究人员通过合理设计催化剂结构和改善催化剂活性位点，实现了该技术的高效催化氧化能力。
例如，一些金属氧化物、过渡金属配合物和纳米催化剂已经成功应用于该技术中，并展示出较高的催化活性和稳定性。
其次，在反应条件的优化方面，研究者们通过调控温度、反应时间、氧气流速等因素，提高了臭氧催化氧化的效率和选择性。
此外，结合其他技术如光催化、等离子体催化等，催化氧化效果进一步增强。
最后，利用模拟实验和理论计算手段，深入理解了反应机理和过程中的关键步骤，为技术的进一步优化提供了理论依据。
臭氧催化氧化技术在大气污染物的控制中具有重要的应用价值。
例如，该技术被广泛应用于处理工业废气、汽车尾气及室内空气中的有机污染物。
此外，臭氧催化氧化还可用于处理水体中的污染物，如重金属离子和有机染料。
由于其无二次污染、高效、环境友好等特点，该技术在环境治理领域具有巨大的潜力。
总之，臭氧催化氧化技术在大气污染物处理中具有广阔的应用前景。
在过去几年中，臭氧催化氧化技术的研究取得了显著的进展，包括催化剂设计、反应条件优化以及机理研究等方面。
未来的研究应该进一步提高技术的效率和选择性，拓展该技术在污染物处理中的应用范围，以促进环境的持续改善和保护综上所述，臭氧催化氧化技术作为一种高效、环境友好的大气污染物处理方法，在过去几年取得了显著进展。
臭氧催化氧化除污染特性及其生产应用研究共3篇
臭氧催化氧化除污染特性及其生产应用研究共3篇臭氧催化氧化除污染特性及其生产应用研究1臭氧催化氧化除污染特性及其生产应用研究随着工业化和城市化进程的不断加速，大气污染也越来越严重。
其中，由于 NOx, SOx, VOCs 和 PM 等有害物质的排放，导致臭氧浓度逐渐升高，给人们的健康和环境带来了严重的威胁。
而臭氧催化氧化除污染技术是一种非常有效的空气治理方式之一，具有高效、环保、经济等优点。
臭氧催化氧化除污染技术的原理是利用高能量的紫外线或电场来分解臭氧分子，生成高活性的氧自由基，然后与有机物质反应，使其分解为 H2O 和 CO2 等无害物质。
而催化剂可以显著提高臭氧分解的效率和有机物的降解速率，降低催化剂的能耗和粉尘污染。
催化剂是臭氧催化氧化过程中的关键组成部分。
常见的催化剂有纳米氧化物、贵金属、离子液体和复合材料等。
在这些催化剂中，纳米氧化物具有晶体结构稳定、物理化学性质优异等优点，比如 TiO2 是一种典型的光催化剂，能够在紫外光或可见光的照射下将 NO 转化为 NO2，同时分解 VOCs。
因此，在臭氧催化氧化技术中，纳米氧化物是一种十分有前途的催化剂。
臭氧催化氧化除污染技术可以应用于多种领域，如工业废气、船舶尾气、汽车尾气等。
在工业废气和汽车尾气处理中，臭氧催化氧化技术可以有效去除有害 VOCs、CO 等物质，提高室内空气的质量，减少雾霾天气的发生。
而在海运行业，船舶尾气排放成为了一项全球性难题，而采用臭氧催化氧化技术则可将尾气中的有害物质转化成无害的二氧化碳和水，从而达到排放标准。
臭氧催化氧化技术对环境的影响也值得关注。
一方面，臭氧催化氧化技术本身是一种环保的技术，可以最大限度的减少有害物质的排放，提高大气质量。
另一方面，催化剂的生产和应用也会影响环境。
例如，纳米氧化物的生产需要大量的能源和水资源，而在应用中，催化剂也可能会成为大气中的微塑料等污染源。
因此，未来需要进一步研究催化剂的生产和应用，探索更加环保、可持续的催化剂。
污水中多相催化氧化技术的研究进展
好， Ｔ Ｏ Ｃ去除率分别达到 ６ ２ ． ３ ％和 ６ １ ％。与 同样条件下单独臭 氧 氧化相 比， 其Ｔ Ｏ Ｃ去除率增大 ， 并且每毫克 Ｔ Ｏ Ｃ所消耗的臭氧量 明显降低 。
均相催 化臭氧氧化机理 还在探讨 中， 一些研究者认 为 ， 过渡 金 属并 没有促进 羟基 自由基 的产生 ， 由于生成 了与臭氧反应很 快
间接氧化反应一般被认为是 自由基型反应 ，首先 ０ ， 经过 分 载型活性炭催化剂。多相催化臭氧氧化技术的关键是寻找高效催化 解， 产生 以・ Ｏ Ｈ为 主的次生 氧化剂 ； 之后 ・ Ｏ Ｈ与废水 中的污染 物 性能的固体催化剂。按照催化剂的不同， 多相催化臭氧氧化技术对水 质发生快速反应 。 体中有机物的处理效果不尽相同， 结果见表 ４ ｃ ｊ １ 。 表 ４ 多相 催化 臭氧 化 水 处理 技 术 氧 化 效 能评 价 ３均 相 催 化 氧 化 法 均相催化臭氧氧化是将液体催化剂投入到臭氧氧化系统中 。 在均相催化 反应中 ， 液体催化剂 一般为过渡金 属离子 ， 其 中研 究 较多 的离子包括 ： Ｆ ｅ （ Ｉ Ｉ ） 、 Ｍ ｎ （ Ｉ Ｉ ） 、 Ｎ ｉ （ Ｉ Ｉ ） 、 Ｃ ｏ （ Ｉ Ｉ ） 、 Ｃ ｄ （ Ｉ Ｉ ） 、 Ｃ ｕ （ ｎ ） 、 Ａ ｇ （ Ｉ ） 、 Ｃ ｒ （ Ｉ Ｉ ） 、 Ｚ ｎ （ Ｉ Ｉ ） 等。
污 水 中多相催 化 氧化 技 术 的研 究进 展
张 跃军 郭 宇 川 ｚ
（ １ 呼伦 贝尔市环境科学研究所 内蒙古呼伦贝尔
０ ２ １ ０ ０ ８ ２呼伦 贝尔市环境监测 中心站
内蒙古呼伦贝尔 ０ ２ １ ０ ０ ８ ）
结 果表明 ， 最大臭 氧氧化时 间 ３ ０ ｍ ｉ ｎ时 ， Ｍｎ （ Ｉ Ｉ ） 、 Ａ ｇ （ Ｉ ） 催 化效果 最
臭氧氧化技术在废水处理中的研究与应用
臭氧氧化技术在废水处理中的研究与应用一、引言随着工业化的不断发展，环境污染问题日益严重，其中污水处理是非常重要的一环。
废水中含有各种有机物、无机物和重金属离子等物质，这些物质对环境和人类健康造成了严重威胁。
因此，研究和应用高效、低成本的污水处理技术是极为必要的。
臭氧氧化技术在废水处理领域中得到了广泛的研究和应用。
下面就着重介绍臭氧氧化技术的原理、优势和应用，以及将来的研究方向和发展趋势。
二、臭氧氧化技术的原理臭氧氧化技术是一种通过臭氧分解废水污染物的技术。
臭氧是一种强氧化剂，能高效地氧化废水中的有机物和无机物。
该技术的原理是将饱和水蒸气或氧气等气体通过臭氧发生器中的电晕放电区域，使气体中的氧分子部分分裂为激发态氧原子，进而与氧分子结合形成臭氧，臭氧通过氧化分解或者化学吸收的方式将废水中的有机物和无机物氧化分解。
三、臭氧氧化技术的优势1.高效性臭氧氧化技术对大多数有机物和无机物有非常高效的氧化分解作用，其短时间内可以将污染物的浓度降低到很低程度。
2.可控性臭氧氧化技术的处理效果可以根据实际需要进行调整。
通过控制臭氧的投加量和pH值，可以实现对不同污染物的有效处理。
3.环境友好臭氧氧化技术的产物只有水和二氧化碳，与其他污染物相比较于其他处理技术更加环保和卫生。
4.处理成本低臭氧氧化技术不需要添加任何化学试剂，只需要一定的能源投入即可实现有效处理，因此其处理成本相对较低。
四、臭氧氧化技术在废水处理中的应用1.印染废水的处理印染废水是一类难以降解的废水，含有大量的有机色素和浸染剂。
臭氧氧化技术可以将印染废水中的有机色素和浸染剂氧化降解，从而达到有效处理的目的。
2.化工废水的处理化工废水中含有大量的有机物和无机物，其中一些物质具有毒性，危害环境和人体健康。
臭氧氧化技术可以将这些物质氧化分解，从而达到先进的化工废水处理的效果。
3.生活污水的处理生活污水中含有大量的有机物和营养物质，臭氧氧化技术可以将这些物质高效地分解，达到对生活污水的高效处理。
臭氧预氧化在废水处理中的研究进展
果。臭氧化作为预氧化的一种工艺， 它对水体有复杂
的影响作用。对这方面的报道比较混乱。Rechow 等 人认为， 采用臭氧预氧化可以使有机物的 UVZ TOC U,
等得到明显去除， C 的去除率较U ，略低[s], 但TO V [
Singer 等人认为臭氧在p(O, )/ TOC为0.4 一0. 8 时起
近年来， 随着生活污水和工业废水的大量排放以 及种类繁多的化工制 品的生产 ， 水质污染 日趋严重。 如何提高废水深度处理的效率 ， 缓解水资源紧张状况 已成为当今水处理领域研究的重要课题。臭氧是一种 氧化性很强且反应产生的物质对环境污染很小的强氧 化剂( 氧化性仅次于氟) ， 臭氧的净水机理目 前普遍认 为是臭氧离解而产生 OH 自由基。它是在水中已知 的氧化剂中最活泼的氧化剂， 可以将有毒、 难生物降解 有机物环状分子或长链分子的部分断裂， 从而使大分 子物质变成小分子物质， 生成易于生化降解的物质， 在
第36 卷第1 期
2008 年 2 月
江苏化工
Vol. 3 6 No . l
Fe b . 2 0 08
Jianp u Chemical Industry
环昆与. 鱼1 ;最 W -
奥氧预 氧化在康水处理中的研 究进展
谭 娟， 于衍真， 岩 冯
( 济南大学土木建筑学院， 济南250022) 山东
摘要:臭氧由于其特殊的化学性质， 作为一种强氧化剂在废水生化处理前进行臭氧预氧化， 可以极大提高 COD 的
臭氧生物活性炭工艺( 0, 一 BAC)术合 为一体的工艺。该工艺具有处理费用低、 有机物去除
效率高、 效果稳定等特点。原水经过臭氧氧化， 可以将 大分子有机物分解成小分子有机物， 提高有机物的可 生化性并提供充足的氧气， 从而使这些有机物更易被
我国废水处理中的高级氧化技术
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｓ ｍｅ ａ ｖ ｎ ｅ ｘ ｄ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｌ ｄ ｎ ｅ ｔｎ ｏ ｉ ａｉｎ，Ｏ３ｏ ｉ ａｉ ｎ，ｃ ｔ ｙ ｉ ｔａｒ ｏ ｉ ａ ｔ ａ ｔ ｏ ｄ ａ ｃ ｄ ｏ ｉ ａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓ ｉ ｃｕ ｉ ｇ Ｆ ｎ ｏ ｘ ｄ ｔｏ ｏ ｘ ｄ ｔｏ ａａ ｔｃ ｗｅ ｉ ｘ ｄ — ｌ ｔｏ ｉｎ，ｓ ｐ ｒ ｒｔｃ ｌｗａｅ ｘｄ ｔ ｎ，ｅｅ ｔｏ ｈ ｍｉａ ｘ ｄ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｕ ｔａ ｏ ｎ ｏ ｉａ ｉｎ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． Ｔｈ ｕ ｅ ｃ ｉ ａ ｔ ｒ ｏ ｉａ ｉ ｉ ｏ ｌｃ ｒｃ ｅ ｃ ｌ ｏ ｉ ａｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｌ ｓ ｕ ｄ ｘｄ ｔｏ ｒ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｒ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆａ ｖ ｎ ｅ ｘｄａｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｏ ｒｃ ｕｎｒ ｓｐｒｐｏ ｅ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｏ ｄ ａ ｃ ｄ ｏ ｉ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｕ ｏ ｔ ｗａ ｏ ｓ ｄ． ｏ ｙ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｖ ｎ ｅ ｘｄ ｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ；ｄ ｇａ ａｉ ｎ；ｏ ｇ ｎ ｃ ｓ ｂ ｔ ｎ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｄ ａ ｃ ｄ ｏ ｉ ａｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｏ ｙ ｅ ｒｄ ｔ ｏ ｒ ａ ｉ ｕ ｓａ ｃ ｓ；ｗａｅ ｒ ａｍｅ ｔ ｔｒｔｅ ｔ ｎ
《2024年高级氧化技术在废水处理中的应用进展》范文
《高级氧化技术在废水处理中的应用进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展，废水排放量不断增加，给环境带来了巨大的压力。
废水处理技术的研究与开发显得尤为重要。
高级氧化技术（AOPs）作为一种高效、环保的废水处理方法，近年来受到了广泛关注。
本文将就高级氧化技术在废水处理中的应用进展进行详细阐述。
二、高级氧化技术的概述高级氧化技术是指利用强氧化剂（如羟基自由基等）产生的强氧化性，将废水中的有机污染物快速、高效地矿化成无害物质的技术。
该技术具有反应速度快、处理效率高、无二次污染等优点。
三、高级氧化技术在废水处理中的应用1. 光催化氧化技术光催化氧化技术是利用光激发催化剂产生电子和空穴，通过空穴与水或水中的氧发生反应，产生强氧化性的羟基自由基等中间体，从而达到降解有机物的目的。
近年来，该技术在废水中有机污染物的去除方面取得了显著的成果。
2. 湿式氧化技术湿式氧化技术是在高温高压条件下，利用强氧化剂（如氧气、过氧化氢等）与废水中的有机物进行反应，将有机物迅速转化为二氧化碳和水等无害物质。
该技术适用于处理高浓度、难降解的有机废水。
3. 电化学氧化技术电化学氧化技术是通过电化学反应产生强氧化剂，如羟基自由基等，对废水中的有机物进行降解。
该技术具有操作简便、设备紧凑等优点，适用于处理含有重金属离子和有机污染物的废水。
四、高级氧化技术的进展与挑战随着研究的深入，高级氧化技术在废水处理中的应用不断拓展。
近年来，研究者们针对不同类型废水的特点，开发了多种新型的高级氧化技术。
例如，结合光催化与电化学的复合技术，以及利用超声波、微波等物理手段辅助的高级氧化技术等。
这些技术的出现为废水处理提供了更多的选择。
然而，高级氧化技术在应用过程中仍面临一些挑战。
例如，催化剂的活性和稳定性问题、反应条件的优化以及处理成本的控制等。
此外，对于某些特定类型的废水，如何提高处理效率、降低能耗和减少二次污染等问题也是亟待解决的难题。
五、未来展望未来，随着环保要求的不断提高和科技的进步，高级氧化技术在废水处理中的应用将更加广泛。
臭氧催化氧化去除制药废水中难降解有机物
臭氧催化氧化去除制药废水中难降解有机物一、臭氧催化氧化技术原理臭氧催化氧化技术是指利用臭氧气氛、紫外线或臭氧催化剂，使废水中的有机物发生氧化反应，将其转化为二氧化碳、水和无害的化合物。
通过催化剂的作用，臭氧可以更快速、更有效地氧化废水中的有机物，达到去除难降解有机物的目的。
1. 高效去除难降解有机物制药废水中的有机物种类繁多，很多都是难降解的有机物，采用传统的生化处理方法难以完全去除。
而臭氧催化氧化技术具有高效氧化降解有机物的特点，能够有效地处理制药废水中的难降解有机物，使废水中的有机物浓度大大降低。
2. 提高废水处理效率与传统的生化处理方法相比，臭氧催化氧化技术处理制药废水具有更高的处理效率和更短的处理时间。
通过臭氧气氛和紫外线的作用，催化剂加速了有机物的氧化反应速率，使废水处理效率得到了极大的提高。
3. 降低运行成本臭氧催化氧化技术使用臭氧气氛和紫外线，不需要大量的化学药剂，且催化剂具有较长的使用寿命。
这使得臭氧催化氧化技术在长期运行中，能够降低处理成本，减少化学药剂的使用对环境造成的影响。
三、臭氧催化氧化技术的优势和发展趋势1. 高效、环保臭氧催化氧化技术在处理制药废水中的难降解有机物方面具有高效、环保的特点。
通过催化剂的作用，臭氧可以更迅速地氧化有机物，降解率较高，对环境的影响较小。
2. 多种工艺结合臭氧催化氧化技术可以与其它废水处理技术结合使用，如生物降解技术、吸附技术等，可以提高治理效果，降低成本。
3. 深度处理臭氧催化氧化技术可以对制药废水进行深度处理，使废水中的有机物浓度降低到较低的水平，达到排放标准要求。
臭氧化法有机废水处理中金属氧化物纳米催化剂的研究进展
Ｗａ ｇＧ ａ ｇ Ｄ ｎ ｕ ｎ Ｌａ ｇＸ ｕｕ ｎ Ｊ ｎ ｉｇ ｉｇ Ｚ ａ ｇＡ ｍ ｎ ｎ ｕ ｎｌ ｉ ｏ ｇＹ ｍｉｇ ｉｎ ｉｊａ ２ ｉ ｇＰｎ ｐｎ 。 ｈ ｎ ｉ ｉ。 ａ
（ ．Ｓ ｈｏ ｆ ｈ ｍ ｃｌａｄＭａ ｒ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｊ ｎ ｎｎＵ ｉｅｓｙ Ｊ ｎ ｓ ｘ １ １２ １ ｃ ｏｌ ｅ ｉａ ｎ ｔ ｉ ｇｎｅ ｎ ， ｉ ｇ ａ ｎｖｒ ｔ ， ｉ ｇｕＷｕｉ ４ ２ ； ｏＣ ｅａＥ ｉ ａ ｉ ａ ２
此 ， 该类 废水 的处 理 引 起 了全世 界 的广 泛关 注 ， 对 随 着 科学 技术 的发 展 ， 处理 方法及 其 机理 研究 成 为环境
科 学 的重要 课题 。
有 机 污 染 物 废 水 处 理 方 法 与 催 化 臭 氧化 技术
１１ 含有 机污 染 物废水 处理 方法 ．
第２ ４卷第 ６期 ２１ ０ ０年 ６月
化工 时刊
Ｃ ｅ ｉａ Ｉｄ ｓ ｒ ｍ ｅ ｈ ｍ ｃ ｌｎ ｕ ｔｙＴｉ ｓ
Ｖｏ１２４， ． Ｎｏ． ６ Ｊ ｎ ６． ０１ ｕ ． ２ ０
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ １ ４ ２ １ ．６ ０ ７ ｏ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ２— ５ Ｘ． ０ ０ ０ ． １ ｓ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｗａｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｎ ｎ ｍａｅ ｉ ｓ ｏ ｏ ｚ ｔ ｎ ｃ ｔ ｙ ｔ ｙ ｒｓ ｔｒｔｅ ｔ ｎ ａ ｏ ｔｒａ ｚ ｎｉａｉ ａａ ｓ ｍ ｌ ｏ ｌ
当前 ， 随着 工农 业 经 济 的 发展 ， 民生 活水 平 不 人
断提高。与此同时， 含有机污染物的污水排放量 日 益 增多 ， 尤其是来 自化 学化工、 农药 、 印染 等行业 的污 水， 含有多种毒害大、 难降解的有机污染物成分 ， 给生 态环境 和人 民生命安 全 、 健康 带来 了极 大 的威 胁 。因
金催化剂的研究进展及在环保催化中的应用
不 同的制 备 方 法 ， 可 以 得 到 不 同 粒 径 的 金 微 粒 ， 导致 不 同的 金一 载体 相 互 作用 ．表 １列 出 了采 用 不 同方 法制 备 的金 催 化 剂 ，对 Ｃ 氧 化 反 应 的 催 化 Ｏ 性 能 的差 异 ．
表 １ 制备 方法对 ｃ ｏ氧 化 反 应 速 率 的 影 响
金 位于 周期 表 第 １Ｂ族 ，与 其 同族 的元 素 为 Ｃ ｕ 和 Ａ ．由于金 的 外层 ｄ轨道 电子是 完 全充 满 的 ，并 ｇ
且 第一 电离 能 很大 （ ．２ｅ ，很 难 失去 电子 ， 因此 ９ ２ Ｖ）
金 的单 晶表 面 与分 子 之 间的 相互 作 用 力很 弱 ．事 实 上 ，在单 晶金表 面 上 ，连 极 具 反 应 活 性 的分 子 ， 如
景．
共 沉 淀法 ［ 、沉 积一 沉淀 法 、共 镀 法 ［ 、化学 蒸 气 沉
积法 Ｊ 、有 机 金 配 合 物 固 载 法 ［ 、脉 冲 激 光 沉 积 法［ 、溶 胶一 胶 法 ［ 无 定 形 金 属 合 金 法 ［ 阳 凝 、 、 离子 交换 法 ［ 、溶 剂 化金 属原 子 浸渍 法 ［ ］ １ ．在所 有 ０ 这 些 方法 中，较 常 使用 的方 法 是沉 积一 淀法 ，其 次 沉 是 共 沉淀法 和 化 学 蒸 气 沉 积 法 ．对 于 其 他 方 法 ， 比 如 有 机金 配合 物 固载 法 ， 只 能用 于 以新 制 备 的 氢 氧
化 物 沉淀 作 为载 体 的 情 形 ；共 溅 镀 法 只适 合 制 成 薄
膜 ；阳离 子交 换 法 是 采 用 沸 石 作 为载 体 ；而 脉 冲 激 光 沉积 法 ，仅 在 制备 具 有 单 一 尺 寸 金 微 粒 的 模 型 催 化 剂 时采 用 ，它 对 于从 理 论 上 研 究 纳 米 尺 寸 的 金 微
高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展
高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展摘要：随着现代工业的迅猛发展，大量产生的有机废水给环境带来了严重的污染问题。
传统的废水处理方法往往无法对难降解有机物进行有效处理，因此研究高级氧化技术成为解决这一难题的重要途径。
本文分析了当前高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势，并探讨了高级氧化技术的实用化进展。
研究表明，高级氧化技术在处理难降解有机废水方面具有巨大潜力，但仍面临一些挑战，需要进一步深入研究和改进。
一、引言随着城市化进程的不断加快和工业化的快速发展，大量的有机废水排放到水体中，给环境造成了严重的污染。
难降解有机废水中的有机物质含量高、结构复杂，传统的生物处理、吸附等方法往往难以有效降解。
因此，寻找一种高效、经济且环保的方法成为当前研究的热点。
高级氧化技术由于其高效降解有机物的能力而受到重视，在废水处理领域得到了广泛应用。
二、高级氧化技术的研发趋势1. 光催化技术光催化技术是高级氧化技术中最常用的一种方法。
它利用紫外光、可见光或者人工光源照射催化剂，产生活性氧化物，对有机废水进行降解。
目前，一些新型的催化剂如纳米材料、复合材料等被广泛应用于光催化领域，能够提高废水降解速率和降解效果。
2. 高压等离子体技术高压等离子体技术是将气体通过高压电场或者高频电场激励，使气体分子发生电离和激发，产生大量的自由基和电子，对有机废水进行降解。
由于高压等离子体技术能够产生高度活性的自由基，对难降解有机物降解有较高效率，因此在废水处理中具有广阔的应用前景。
3. 催化氧化技术催化氧化技术是在适当的温度和压力下，利用催化剂催化废水中的有机物氧化反应。
目前，很多金属氧化物催化剂如CuO、MnO2、TiO2等被广泛应用于催化氧化技术中，能够提高有机废水的降解效果。
三、实用化进展虽然高级氧化技术在实验室环境下表现出良好的降解效果，但是要实现工业化应用还存在一些难点。
臭氧高级氧化技术在水处理领域的研究进展
2 臭氧联用技术 2.1 超声强化臭氧氧化技术 超声波的超声空化作用， 通过声场中质点振动、次级衍生波等效应，为有机物的降 解提供了更多的途径，强化了 O3 的氧化效能。高丽等［6］ 使用超声强化臭氧氧化技术，证实不论是酸性、碱性条 件，超声都可以促使臭氧分解产生·OH。谭江月［7］将 O3对 硝基苯胺废水进行降解时，分别采用单频和双频超声技 术 予 以 联 用，结 果 表 明，双 频 时 O3 对 废 水 的 处 理 效 果 更佳。 2.2 臭氧-生物活性炭联用技术 臭氧-生物活性炭联 用技术普遍应用于给水深度处理，其流程基本是在“混凝 →沉淀→过滤”的基础上，增加臭氧-生物活性碳单元。 李绍峰等［8］用臭氧-生物活性炭联用技术搭配膜技术处 理自来水，高锰酸盐指数去除率达 68.0%，运行效良好。 JANS 等［9］观察悬浮活性炭或炭黑对于特征溶液中臭氧转 化速率的影响，结果表明，活性炭存在时，臭氧转化为羟 基自由基产率较高。 2.3 O3/H2O2高级氧化技术 O3/H2O2系统对污染物的降 解速率是单一氧化过程的 2～200 倍，氧化过程不产生二 次污染，是所有高级氧化过程中最有效的处理饮用水的 方法。张萌［10］等探究了 O3/H2O2去除复选药剂丁基黄药， 结果表明，臭氧投加量一定，丁基黄药去除率随 H2O2投加 量的增加而提高。陈嘉祺 等 ［11］ 使用 O3/H2O2 去除制浆液 色度，结果表明，O3/H2O2 体系对制浆液有极好的色度去除 效果。童少平［12］等研究发现，H2O2 与臭氧协同降解污染 物质时，水中必须存在溶解臭氧，H2O2 的最佳投加量取决 于臭氧与有机污染物的反应活性。 3 结语
臭氧催化氧化机理及其技术研究进展
臭氧催化氧化机理及其技术研究进展臭氧催化氧化技术是一种先进的环境污染治理技术，其通过利用臭氧的高氧化能力来处理废气和废水中的有机污染物。
在过去的几十年里，臭氧催化氧化技术在环境领域取得了显著的进展，成为了重要的气体和水处理方法之一。
臭氧催化氧化技术的核心机理是臭氧与有机污染物之间的氧化反应。
臭氧分子具有高氧化能力，可将有机物氧化为无机产物，使有机物得以去除。
在这一过程中，催化剂的选择非常重要，催化剂可以提高臭氧分子与有机污染物之间的接触率，加速氧化反应的进行。
同时，催化剂还能影响氧化反应的选择性，使得有机物的氧化产物更易于去除。
近年来，研究人员在臭氧催化氧化技术方面取得了很多进展。
一方面，研究人员在催化剂的研发方面做出了许多努力。
他们通过改进催化剂的结构和组成，提高了催化剂的催化活性和稳定性。
例如，钛基催化剂因其良好的催化性能被广泛应用于臭氧催化氧化技术中。
另一方面，研究人员还致力于对臭氧催化氧化机理的深入研究。
通过实验和理论模拟等手段，他们揭示了臭氧分子与有机污染物之间的吸附、解离和氧化等关键步骤，为技术的优化和进一步的改进提供了理论指导。
在应用方面，臭氧催化氧化技术在环境治理中发挥了重要的作用。
一方面，它可以高效地降解空气中的有机物。
例如，臭氧催化氧化技术在工业废气处理中被广泛应用于有机溶剂的去除。
另一方面，臭氧催化氧化技术还可以有效处理废水中的有机污染物。
例如，其可以将含有有机物的废水经降解处理后达到排放标准，减少对水体的污染。
然而，臭氧催化氧化技术还存在一些挑战和待解决的问题。
首先，催化剂的稳定性仍然是一个难题。
一些催化剂在高温、高湿度条件下容易失活，限制了技术的长期应用。
其次，臭氧催化氧化技术在处理高浓度有机污染物时面临反应速率慢的问题。
这可能影响技术在实际工程中的应用。
此外，臭氧催化氧化技术的经济性也需要进一步改善，以降低运行成本。
综上所述，臭氧催化氧化技术是一种高效的环境污染治理技术，其核心机理是臭氧与有机污染物之间的氧化反应。
催化臭氧化技术处理水中污染物的研究进展
１３ ０ ． ×１８ ３２ ０ ． ×ｌ０ １４ ０ ． ×１６ ７７ ０ ． ×１６ １６ ０ ． ×ｌ ８ ５ ｌ ．× ０
一
平 衡 ： Ｆ ＋ ３２ Ｆ 。＋ ２Ｈ０ ２ ｅ ０＋ Ｈ— ２ ｅ ０＋ ２ １９ ９ ２年 Ａ ｄ ｅ ｚ ｉ 等 发现 在 酸 性 环境 下 ，ｎ ｎ ｒ ｏ ｚ Ｍ 可 以加速 草酸 的氧 化 ， 与先前 Ｎ ｗ ｌ 和 Ｈ ｉ ｎ 这 ｏｅ １ ｏ ｇ ｅ的结论 致 ，即在 过渡 金属 臭氧 化 过程 中没 有 ・Ｈ直 接产 生 ， ０
氧 化技 术 （Ｏ ） 为一 种 高效 、 济 的处理 方法 ， 为研 Ａ Ｐ作 经 成
究 的热点 。 而催 化臭氧 化技 术作 为一 种具 有 巨大应 用 前
景 的高级氧 化技 术正 逐渐被 运用 到水 处理 中 。 用该 技 运 术可 以氧化 ｃ ，Ｈ， 烷 烃 ， ０ｃ 链 芳烃 ， 乙醇和 氯 代烃 ， 在 并
２ ０Ｖ ， 液 相 和 固相 嘲中对 有机 物 的处 理 已有广 ．７） 在 因素 ， 使应用 受到 了一 定 限制 。因此 近年 来 出现 的高级
泛 的研 究， 已应 用于 工业 和环 境 问题 中 。但 因其 经济 现
２ 催化臭氧化机理
２１ ．均相催化臭氧化的机理
均相 催 化 臭氧 化 的机 理 是 利用 过 渡金 属 作 为催 化
关键词 ：催化臭氧化： 臭氧； 羟基自由基； 水处理
１ 言 前
臭 氧 是 一 种 强 氧 化 性 物 质 （ 准 氧 化 电 位 标
一
以氧化 分 解 的醇 、 、 酮 有机 酸 和酯 继 续 氧化 为 化学 结 构
饱 和 的短链烷 烃 。因此 ， 化 臭氧 化工 艺对 有机 污染物 催
臭氧催化氧化催化剂
臭氧催化氧化催化剂一、介绍臭氧催化氧化催化剂是一种用于催化氧化反应的催化剂。
臭氧催化氧化是一种重要的化学反应过程，广泛应用于环境保护、工业生产以及生物医学等领域。
本文将深入探讨臭氧催化氧化催化剂的原理、性能、应用以及未来发展方向。
二、原理臭氧催化氧化催化剂的原理是利用催化剂表面的活性位点，促进臭氧与底物之间的反应。
臭氧分子在催化剂表面吸附后，发生氧原子转移反应，使得底物分子发生氧化反应。
催化剂的选择对反应的效率和选择性有重要影响。
常见的臭氧催化氧化催化剂包括金属氧化物、过渡金属催化剂、负载型催化剂等。
三、性能臭氧催化氧化催化剂的性能主要包括催化活性、选择性、稳定性和寿命等方面。
3.1 催化活性催化活性是衡量催化剂催化效果的重要指标。
催化活性取决于催化剂的组成、结构和表面活性位点的密度。
一般来说，活性位点越多，催化活性越高。
3.2 选择性选择性是指催化剂对不同反应产物的选择性。
臭氧催化氧化催化剂的选择性取决于反应条件、催化剂的组成和结构。
合理设计催化剂可以提高反应产物的选择性。
3.3 稳定性和寿命催化剂的稳定性和寿命直接影响其在长时间应用中的效果。
臭氧催化氧化催化剂需要具有较好的热稳定性和抗中毒性，以保证长时间的稳定运行。
四、应用臭氧催化氧化催化剂在环境保护、工业生产和生物医学等领域具有广泛的应用。
4.1 环境保护臭氧催化氧化催化剂可以用于大气污染治理，如空气净化、废气处理等。
通过催化氧化反应，可以将有害气体转化为无害物质，净化空气质量。
4.2 工业生产臭氧催化氧化催化剂在工业生产中可以用于有机废水处理、催化氧化反应等。
催化氧化反应可以提高反应速率和选择性，减少能源消耗，降低生产成本。
4.3 生物医学臭氧催化氧化催化剂在生物医学领域可以用于水处理、消毒、杀菌等。
臭氧具有较强的氧化能力，可以有效灭活细菌、病毒等微生物。
五、未来发展方向臭氧催化氧化催化剂的未来发展主要包括以下几个方面：5.1 催化剂设计未来的研究应重点关注催化剂的设计与合成。
污水深度处理中常见固相臭氧催化剂及其催化机理综述
污水深度处理中常见固相臭氧催化剂及其催化机理综述
李旭芳;沈鹏飞;马鲁铭
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】近年来,催化臭氧氧化工艺由于对有机物去除率高、污水处理效果好,在污水深度处理中的研究和应用逐渐广泛和深入。
催化臭氧氧化工艺的核心在于,在催化剂的作用下,羟基自由基(·OH)浓度显著提升,从而强化污水处理效果。
因此,催化剂的开发是催化臭氧氧化工艺应用研究的关键。
文章总结了不含载体的、可直接作为有效成分的催化剂,如铁(Fe)、锰(Mn)、铈(Ce)、镍(Ni)、钴(Co)、钛(Ti)等金属及其氧化物,以及活性炭、碳纳米管、石墨烯等碳材料催化臭氧的效果和可能的催化机理,分析了当前研究较多的催化剂在实际应用中可能存在的问题,为催化剂的研究、开发和应用提供理论基础。
【总页数】13页(P16-28)
【作者】李旭芳;沈鹏飞;马鲁铭
【作者单位】中国铁工投资建设集团有限公司;中国中铁生态环境专业研发中心;同济大学环境科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.臭氧处理天津市纪庄子污水处理厂二级出水的深度处理试验
2.活性炭催化剂对臭氧氧化污水深度处理中nbsCOD的研究
3.臭氧催化氧化应用于工业园区污水处理厂深度处理工艺的选择及设计
4.臭氧接触氧化-臭氧催化氧化深度处理含盐污水试验效果分析
5.臭氧-活性炭工艺污水处理厂深度处理中试研究
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水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状
水处理多相催化臭氧氧化技术研究现状臭氧化系统中，催化剂(固体)与反应溶液处于不同相，反应在固-液相界面进行的氧化方法称为多相催化臭氧氧化法。
近年来，多相催化臭氧氧化技术已经成为去除水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。
利用固体催化剂协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。
1 氧化效能研究对于多相催化臭氧氧化技术，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。
在多相催化臭氧氧化技术中涉及的催化剂主要包括负载型过渡金属催化剂、(负载型)过渡金属氧化物催化剂以及具有较大比表面积的孔材料。
按照催化剂的不同，将多相催化臭氧氧化技术氧化效能的研究现状进行总结，结果见表1。
尽管研究者对多相催化臭氧氧化技术降解有机污染物已经进行了大量研究，但大多数是以蒸馏水作为本底，主要集中在对有机物的分解效率、矿化度(TOC去除率)、可生化性变化(BDOC)、三卤甲烷生成势(THMFP)等水质指标的考察。
2 实际应用效能研究多相催化臭氧氧化技术的大量研究工作是以蒸馏水作为本底，侧重于考察固体催化剂的催化活性。
作为一种新型水处理技术，多相催化臭氧氧化技术在实际水处理工程中的应用仍处于起步阶段；为提供实际应用基础试验数据，近年来研究者对应用多相催化臭氧氧化技术处理实际水体中有机污染物的效能进行了考察，其中对饮用水水源和污水中有机污染物的处理效果均有所涉及。
2000年，Gracia等利用TiO2/Al2O3催化臭氧氧化技术降解西班牙Ebro河水中的有机污染物(预处理去除悬浮颗粒物，初始TOC质量浓度=4.46mg/L；UV254=0.067)。
研究发现，催化剂的存在提高了TOC的去除率；多相催化臭氧氧化后用氯消毒，其副产物少于臭氧氧化后用氯消毒；多相催化臭氧氧化过程对有机污染的去除存在最佳臭氧投量。
Li等研究了AC/O3多相催化臭氧氧化与生物活性炭技术(AC/O3/BAC)联用去除密云水库中难降解有机物的效能。
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do:i 10.3969/j .issn .1002-154X.2010.06.017臭氧化法有机废水处理中金属氧化物纳米催化剂的研究进展王光丽1董玉明1梁秀娟2蒋平平1张爱民3(1.江南大学化学与材料工程学院,江苏无锡214122;2.山东省青州市北关初中,山东青州262500;3.南京大学化学化工学院介观化学教育部重点实验室,江苏南京210093)摘 要 含有机污染物废水的处理是环境科学的重要课题,纳米材料及其特殊性质的存在,为新型、高效臭氧化催化剂的研究带来了新的机遇。
主要介绍金属氧化物纳米材料在臭氧化水处理中的应用的研究状况,并对其发展前景做了展望。
关键词 水处理 纳米 臭氧化 催化剂收稿日期:2010-05-12基金项目:国家自然科学基金项目(No .20903048)作者简介:王光丽(1981~),女,博士,副教授,从事纳米功能材料及其应用研究;通讯作者:董玉明(1981~),博士,副教授,现从事臭氧化水处理方法研究。
The Research Progress ofM etalOxi des Nano -catal yst inTreat m ent ofW aste water by Cat alytic OzonizationW ang G uang li 1D ong Y u m i ng 1L i ang X i uj uan 2Ji ang P i ngpi ng 1Zhang A i m i n3(1.Schoo l o f Che m ica l and M ateria lEngineeri n g ,Jiangnan Un iversity ,Jiang su W ux i 214122;2.B eiguan M iddle School ofQ i n g zhou ,Shandong Q i n gzhou 262500;3.School of Che m istr y and Che m ica lEng i n eering ,K ey Laboratory o fM esoscop ic Che m i s try ,N anjing Un i v ersity ,Jiangsu N anji n g 210093)Abst ract The treat m en t o fw aste w ater inc l u des organic po ll u tants is an i m portant task of env iron m enta l sc i e nce and technology .Fo r the spec ific properties of nano m aterials ,t h ere are great opportun ities for develop i n g efficien t and nove l ozonation cata lys.t I n this paper ,the research progress ofm eta l ox i d es nano-catalyst i n trea t m ent ofw aste w ater by cata lytic ozonizati o n w as d i s cussed ,and t h e prospect in the future w as g iven.K eyw ords w ater treat m ent nano m ateria ls ozonization catalyst当前,随着工农业经济的发展,人民生活水平不断提高。
与此同时,含有机污染物的污水排放量日益增多,尤其是来自化学化工、农药、印染等行业的污水,含有多种毒害大、难降解的有机污染物成分,给生态环境和人民生命安全、健康带来了极大的威胁。
因此,对该类废水的处理引起了全世界的广泛关注,随着科学技术的发展,处理方法及其机理研究成为环境科学的重要课题。
1有机污染物废水处理方法与催化臭氧化技术1.1 含有机污染物废水处理方法通常而言,对于废水中的难降解有机污染物,往往采用两种方法进行去除:一种是通过吸附作用去除有机污染物,然后再通过脱附过程收集有机污染物,实现回收利用或集中处理。
从经济实用的角度出发,吸附方法更适合水中有机污染物浓度较高、具有回收第24卷第6期2010年6月化工时刊Che m i c a l Industry Tm i esVo.l 24,No .6Jun .6.2010利用价值的情况。
第二种是通过化学氧化的方法将有机污染物氧化降解,最终实现消除其危害的目标。
氧化方法更适用于有机污染物浓度较低、缺乏回收利用价值的情况。
有关高效实用的氧化技术的研究方兴未艾,已成为环境化学研究的热点之一。
目前研究较多的水中有机污染物氧化降解技术主要有3种:湿式氧化法[1~3],光催化降解法[4,5]和催化臭氧化法[6]。
就当前该领域的研究进展状况而言,湿式氧化法采用空气或氧气作为氧化剂,氧化剂价廉易得,但所需反应温度往往高于100,对能源和设备有较高的要求,离实际应用还有较大的差距;光催化降解法在常温常压下反应,通过紫外线或可见光照射产生强氧化剂羟基自由基,能源廉价易得,对设备要求低,应用前景广阔,但目前多数研究仍处于实验室研究阶段;催化臭氧化在常温常压下就可实现,效果较好,并且直接由由空气或氧气产生比较方便,从实际应用的角度综合比较,该方法是近期最有可能实际应用的水中有机污染物降解技术。
1.2 催化臭氧化技术由于废水中有机污染物的高稳定性,单独臭氧化降解能力不够,消耗的臭氧量大并且效果不够理想,导致目前臭氧在废水处理中应用还不多。
催化臭氧化正是基于催化剂和臭氧相结合的高级氧化降解过程,其目的在于促进污染物的降解、提高臭氧利用率从而降低运行成本,关键在于高效催化剂的开发与应用。
由于臭氧化在实际水处理中具有明显的优势,显示了广阔的应用前景,臭氧化催化剂的研究和应用得到了广泛关注。
根据近些年来报道的研究成果[6~9],主要分为均相催化和多相催化两类。
均相催化臭氧化是指催化剂溶解在水中发挥催化作用,常见有氢氧根离子和过渡金属离子(如Fe2+,M n2+,Co2+,N i2+,Cu2+等)[6],因为分散均匀,具有较好的催化效果。
多相催化臭氧化是指臭氧和有机污染物在固相催化剂表面发生作用,该类催化剂避免了2次污染的问题,因而也受到了广泛关注。
多相催化臭氧化具有以下两个特点:!水溶液中常温常压反应,固相-气相-液相多相共存;∀有机污染物和臭氧的浓度都很低,体系中水占绝对主体。
目前报道的催化剂活性组份主要包括过渡金属氧化物、贵金属、多孔材料等[6]。
1.3 多相催化臭氧化机理研究因为研究体系不同,其作用机理有所不同。
总的说来,有机污染物的臭氧化降解过程有两条基本的途径,一种是臭氧分子直接与污染物发生反应,另一种是臭氧分子先转变为氧化性更强的羟基自由基(E02.33V),羟基自由基再发挥氧化作用降解有机污染物[6]。
在多相催化过程中,由于催化剂组分、形态多样,其机理也是随体系的不同有所不同。
比如金属氧化物(包括负载的和不负载的)、金属、活性炭、多孔材料等催化剂具有各自不同的特点。
通常认为有3种可能的催化机理[6]:一种是臭氧分子化学吸附到催化剂表面,形成活性组分比如羟基自由基等,活性组分与溶液中没有发生吸附的有机污染物发生反应;第二种是有机污染物分子吸附到催化剂表面,与没有吸附的臭氧发生反应;第三种是臭氧与有机污染物都吸附到催化剂表面,而后发生反应。
近年来多相催化臭氧化机理的研究引起了广泛关注,并取得了重要进展。
比如,2008年以来,哈尔滨工业大学马军教授和他的同事们在环境催化领域的国际顶尖杂志Applied C ata l y sis B:Env ironm en tal 和Env ironm enta l Science&T echnology上连续发表了总共14篇研究论文,其中有8篇报道了他们在多孔陶瓷、负载二氧化锰的多孔陶瓷、羟基氧化铁、氧化铝与羟基氧化铝等催化剂的表面特征与臭氧化催化性能的关联方面的最新研究成果,表明催化剂的表面羟基密度、零电荷时的pH值(p H pzc)以及反应体系的pH值与催化性能密切相关[10~17]。
这些成果对于研究多相催化臭氧化机理具有重要的参考价值和指导意义。
2纳米催化剂在臭氧化水处理应用2.1 金属氧化物纳米材料在催化臭氧化中的应用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:一方面,纳米材料尺度小、比表面大、分散性好,有助于提高催化剂的催化性能;另一方面,具有不同尺度、形貌的纳米材料可能在催化性能上有所差异,深入探讨其差异及其原因对于揭示催化活性本质提供了很好的机会。
金属氧化物是一类常见的催化剂组分,在催化化学中研究非常多。
近些年来过渡金属氧化物纳米材化工时刊 2010 Vol 24,No.6 化工纵横#Co mments&Rev i e w s i n C I ∃料在催化领域的应用研究已有许多文献报道[18~20],与传统的体相催化剂相比,纳米材料的使用在一定程度上提高了催化剂的催化效率,显示了诱人的应用前景。
在氧化降解水中有机污染物的领域中,纳米催化剂的活性组分以过渡金属氧化物居多。
在研究最多的光催化法中,T i O2、ZnO等作为纳米催化材料得到了广泛应用[21~24]。
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、T i O2、ZnO等取得了较好的催化效果[20,25~32]。
H.Jung等研究了纳米氧化锌对于臭氧化降解para-Ch l o robenzo ic ac i d (pCB A)的催化效果,研究了实验条件的影响,发现氧化锌的加入促进了臭氧到羟基自由基的转变[20]。
H Jung等还通过生物矿化法、热分解法、电化学方法等不同方法制备了氧化铁纳米颗粒,研究他们对于臭氧化降解para-Ch l o r obenzo i c acid(pCBA)的催化效果,发现制备方法对于纳米颗粒的尺度、表面积、表面功能团等具有影响,从而影响到催化活性,而通过热分解法得到的催化剂显示了最好的催化性能。
相关机理研究表明,纳米颗粒促进了臭氧到羟基自由基的转变,从而加快了对污染物的降解[25]。
马军教授的研究组采用溶胶-凝胶法制备了T i O2纳米颗粒,并在500下煅烧后,对臭氧化降解水中硝基苯表现了明显的催化效果,相关机理研究表明催化剂的加入促进了羟基自由基的产生,从而加快了污染物的降解[26]。
W JH uang等研究了纳米氧化锌颗粒催化臭氧化降解2,4,6三氯苯酚的效果,发现随着尺度减小,其催化效果有所提高,机理研究表明氧化锌的加入促进了臭氧到羟基自由基的转变[27]。