貴金屬催化劑催化氧化處理氨氮廢水的研究進(jìn)展

王宗亮 ，劉 鋒 ，李世明 ，周 皓 ，劉 健 ，陳 敏 ，周世平 ，盧 軍 ，

（1.昆明貴金屬研究所，貴金屬綜合利用新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650106；2.云南省貴金屬新材料控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，云南昆明650106）

催化氧化技術(shù)可以將廢水中的氨氮高效、清潔、徹底地轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的N2和H2O，相對(duì)于傳統(tǒng)處理技術(shù)具有突出的先進(jìn)性。但此技術(shù)在應(yīng)用上很大程度依賴于催化劑的開發(fā)。目前，所使用的催化劑主要是非貴金屬催化劑，其存在壽命短、活性較差和二次污染等問(wèn)題，而貴金屬催化劑則具有反應(yīng)壽命長(zhǎng)、高選擇性、高效和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)越的應(yīng)用價(jià)值，為氨氮廢水的處理提供了新的研究方向。由于作為核心材料的貴金屬催化劑在催化反應(yīng)中起著決定性作用，因此目前的工作重心是開發(fā)出具有高活性、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命的貴金屬催化劑〔12-13〕。

1 貴金屬催化劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

氨氮的催化氧化原理如圖1所示〔14〕。

圖1 氨氮的催化氧化機(jī)理

如圖 1 所示，中間產(chǎn)物 NHx（ads）（x=1 或 2）反應(yīng)主要生成N2。除此之外，也會(huì)少量氧化生成具有很強(qiáng)化學(xué)吸附力的N（ads）。圖1的反應(yīng)過(guò)程中，氨氮先被催化劑轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物 NHx（ads）（x=1 或 2），再與吸附態(tài)的羥基自由基（·OH）結(jié)合，經(jīng)過(guò)一系列的氧化反應(yīng)最終被氧化成N2和H2O。其反應(yīng)歷程可用式（1）表示。

強(qiáng)氧化性的·OH在上述反應(yīng)過(guò)程中起關(guān)鍵性作用。催化劑可降低氨氮氧化所需的活化能，之后其再被·OH徹底氧化為N2。根據(jù)以上氨氮催化氧化機(jī)理分析，為達(dá)到更好的處理效果，將催化氧化與其他方法（離子交換、微波誘導(dǎo)、膜吸收技術(shù)、生化法等）合理結(jié)合將是氨氮廢水處理未來(lái)的發(fā)展方向之一。……