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臭氧催化劑作用機理

日期:2021-12-15 07:21
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摘要:
臭氧催化劑的作用是什么?
   吸附富集:高比表面積、吸附容量高的催化劑,當廢水與催化劑接觸時,水中的有機物首先被富集在催化劑表面,當臭氧氧化時,作用于表面有機物的幾率更高,臭氧氧化效率提高。
   催化活化:臭氧催化劑具有高效催化活性,能有效催化活化臭氧分子,臭氧分子在催化劑的作用下易于分解產生如羥基自由基之類有高氧化性的自由基,從而提高臭氧的氧化效率。
   吸附和活化協同作用:催化劑既能高效吸附水中有機污染物,同時又能催化活化臭氧分子,高效產生大量氧化活性的自由基,在這類催化劑表面,有機污染物的吸附和氧化劑的活化協同作用,可以取得更好的催化臭氧氧化效果。
   多相臭氧催化劑主要利用多種高效金氧化物及金屬單質為活性催化材料,采用*新立體構架技術,在高溫條件下提高微孔數量和分布均勻度,獲得更高的比表面積。*大限度提高臭氧氧化效率,同樣氧化條件下,臭氧氧化效率提高30―60%,同樣去除率情況下,節約臭氧投加30%以上。
   據悉,臭氧在工業廢水處置中應用非常普遍,水溶液中臭氧與有機物的作用主要有兩種途徑:一種是臭氧分子的直接氧化作用;另一種是臭氧被合成后產生·OH羥基自在基強氧化作用。
   傳統的臭氧氧化技術以直接氧化為主,傳質效果差、較高的選擇性、臭氧應用率低、投資與運轉本錢昂揚。
   臭氧催化氧化技術是在氧化體系內參加過渡金屬離子,可以對臭氧氧化產生明顯的催化效果,能夠催化臭氧在水中的自合成,增加水中產生的·OH濃度,從而進步臭氧氧化效果。
   目前,催化臭氧工藝分為兩品種型: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參加一些溶解性的過渡金屬離子以到達催化臭氧氧化的效果。非均相臭氧催化的催化劑以固態方式存在,易于別離,流程簡單,既防止了催化劑的流失,也降低了水的處置本錢。
   非均相催化臭氧工程中常用的催化劑主要有:金屬氧化物和復合金屬氧化物;負載在載體上的金屬氧化物;負載在載體上的金屬;活性炭或以活性炭為載體的催化劑;多孔資料等。
   其中過度金屬系列氧化物由于價錢相對廉價,原料易得,催化活性高而應用普遍。如鈦氧化物、鐵氧化物、錳氧化物、鋁氧化物、鋅氧化物、銅氧化物、鎳氧化物等。
   要想臭氧催化劑充分達到使用的標準并提供使用效率,就需要在使用之前對其進行凈化,以此來保證產品的純凈度達到滿意的標準,其中下述幾種是較為常見的凈化方法,具體可通過下述了解。
1、利用活性炭凈化臭氧催化劑
   活性炭不僅可以凈化臭氧催化劑,他還可以凈化水,活性炭可以吸收臭氧,因為它本身是一種吸附性的材料,衰減其半衰期,工業上常常使用這種方法。具備的優點:成本相對較低。缺點:需要經常更換或再生,低濃度可以很好的凈化,但是高濃度容易爆炸,而且也能受到壓力、氣流、濕度的影響。
2、熱分解法凈化臭氧催化劑
   熱分解發使用于高濃度的臭氧,化學的電熱解發要將氣體加熱400℃。
   優點:應用廣泛、溫度等因素可控。
   缺點:能耗高、成本高。
3、電磁波輻射分解
   電磁波輻射分解可以將臭氧在光的激發下,轉化為地面氧氣。
   優點:根據不同臭氧濃度靈活調節。
   缺點:能量轉換過程中能耗高。
4、藥液吸收法凈化臭氧催化劑
   用硫代硫酸鈾或亞硫酸鈾吸收。
   優點:凈化純度高。
   缺點:硫酸會對環境造成污染,剩余的廢液處理有是一個大問題。
   以上就是,臭氧催化劑每種凈化方法的優點和缺點,根據上述的了解,可以更加合理的進行產品的使用和性能的發揮。
   臭氧和有機分子同時吸附在催化劑表面(復合作用),然后發生反應。從被還原的催化劑開始,臭氧會氧化金屬,臭氧對被還原金屬的反應會產生OH。有機物會吸附在氧化的催化劑上,然后通過電子轉移反應被氧化,從而再次產生還原的催化劑。有機物會很容易從催化劑上脫附,然后進入本體溶液,或者被OH和臭氧氧化。
臭氧催化劑的特性。
   通過大量試驗和工程應用,篩選出催化劑載體和活性組分,采用大規模工業化生產方式,保證合成的催化劑具有高機械強度和長使用壽命。多孔材料為催化劑提供了巨大的比表面積,這使得催化反應在單位時間內更加有效。
 
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