臭氧催化劑催化機理及其制備研究進(jìn)展

楊明霞，高靖儷，陳建華，苗國瑋，李彥韜，王 兵，嚴(yán)子春

（蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，甘肅蘭州 730070）

我國每年約有三分之一的難降解工業(yè)廢水未處理或處理不達(dá)標(biāo)就排入水體，造成的水體污染問題極為嚴(yán)重，這對周邊居民的身體健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅[1]。工業(yè)廢水中含有生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和生產(chǎn)產(chǎn)品，利用現(xiàn)有的生物處理技術(shù)對可生化性差、有機物濃度高的廢水很難達(dá)到處理要求，因此一般都會采用組合工藝和高級氧化技術(shù)[2]。高級氧化中芬頓氧化、電化學(xué)氧化等技術(shù)因其可以產(chǎn)生氧化能力極強的·OH 而備受青睞[3]。

臭氧具有較強的氧化性，在難降解工業(yè)廢水處理中應(yīng)用廣泛，但臭氧單獨氧化時具有選擇性，不能將有機物徹底礦化，氧化后的部分有機物很難被臭氧再次氧化或被其他工藝去除[4]，且存在臭氧利用率較低的問題。臭氧催化氧化可以在催化劑的作用下催化臭氧產(chǎn)生氧化能力更強、反應(yīng)速率更高的·OH 而提高對污染物的礦化度，提高對污染物質(zhì)的去除率[5]。近年來，該技術(shù)在污水處理行業(yè)發(fā)展迅速，眾多研究者已趨于對臭氧催化劑的研究與改性。

1 臭氧催化氧化技術(shù)

1.1 均相臭氧催化氧化

均相催化劑在反應(yīng)體系中的分散度較好，具有高活性與高選擇性，一般以分子或離子獨立起作用。在均相催化反應(yīng)中，常見的具有催化作用的主要有Fe2+、Cu2+、Co2+、Ce2+、Mn2+等過渡金屬離子。

關(guān)于均相臭氧催化氧化中金屬離子的催化機理，大多認(rèn)為主要有兩種反應(yīng)機理：一種是金屬離子催化臭氧產(chǎn)生強氧化性的·OH，一種是金屬可以與水中的有機物形成絡(luò)合物，這種形態(tài)使金屬更容易得失電子，從而使金屬具有加快氧化還原反應(yīng)的能力，達(dá)到催化效果[6]。……