蜂窩陶瓷臭氧氧化催化劑的制備及其催化性能研究

1、本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書設(shè)計（論文）題目： 蜂窩陶瓷臭氧氧化催化劑的制備及其催化性能研究 學(xué)院： 化學(xué)工程學(xué)院 專業(yè)： 能源化學(xué)工程 班級： 能源1103班 學(xué)生： xxx 指導(dǎo)教師（含職稱）： xx（教授） 專業(yè)負(fù)責(zé)人： xxx 1 設(shè)計（論文）的主要任務(wù)及目標(biāo)(1) 利用浸漬法制備一種新型的蜂窩陶瓷臭氧氧化催化劑，催化劑載體為蜂窩陶瓷，二載體為-Al2O3，活性組分為銅鈰鑭。用以處理COD濃度相對較低的二次生化出水。(2) 考察不同反應(yīng)條件下，催化劑性能的高低。得出使催化劑處理有機(jī)廢水效果達(dá)到最好時的最佳反應(yīng)條件。2設(shè)計（論文）的基本要求和內(nèi)容(1) 完成蜂窩陶瓷臭氧氧化催化劑的制備(

2、2) 研究該催化劑的性能。3主要參考文獻(xiàn)1 徐閣. 活性炭負(fù)載金屬氧化物催化臭氧氧化處理印染廢水D. 廣東工業(yè)大學(xué), 2011.2 李長波, 趙國崢, 王飛. 負(fù)載型臭氧氧化催化劑研究進(jìn)展J. 當(dāng)代化工, 2014, (3):453-456. DOI:10.3969/j.issn.1671-0460.2014.03.045.3 楊憶新, 馬軍, 秦慶東等. 過渡金屬氧化物催化臭氧化在水處理中的應(yīng)用J. 現(xiàn)代化工, 2006, 26:310-315. DOI:10.3321/j.issn:0253-4320.2006.z1.083.4進(jìn)度安排設(shè)計（論文）各階段名稱起 止 日 期論文開題、撰寫文獻(xiàn)

3、綜述、翻譯英文文獻(xiàn)2015.01.122015.01.30完成催化劑制備部分實驗2015.03.092015.04.30完成催化劑性能研究實驗2015.05.042015.05.20撰寫論文2015.05.212015.05.30摘 要在有機(jī)廢水COD降解處理過程中，普通的臭氧氧化技術(shù)已經(jīng)可以將高COD濃度的廢水處理到較低濃度。但對于COD濃度較低的二次生化出水，進(jìn)一步降低其COD濃度則難度較大。催化臭氧化技術(shù)作為一種高級氧化技術(shù)受到了人們的普遍重視，而蜂窩陶瓷作為一種新型陶瓷產(chǎn)品，以其多孔薄壁、高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕的特點，成為了優(yōu)良的催化劑載體。因此，制備一種新型的蜂窩陶瓷臭氧氧化催化劑來

4、處理COD濃度相對較低的二次生化出水，便是本課題的意義所在。催化臭氧氧化實驗中，蜂窩陶瓷為載體，用浸漬法制備了Cu-Ce-La、Cu-Ce負(fù)載型催化劑。通過對催化劑負(fù)載量相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，確定了使催化劑負(fù)載量達(dá)10%的最優(yōu)制備方案：重復(fù)浸漬-干燥-焙燒過程7次，單次浸漬時間為12小時。配制活性組分配比不同的催化劑，考察其他反應(yīng)條件對于催化劑性能的影響，諸如反應(yīng)時間，反應(yīng)溫度，臭氧通氣量，篩選出效果最優(yōu)的活性組分，以COD去除率為主要指標(biāo)，結(jié)論如下：Cu-Ce配比為1:1時，反應(yīng)時間為60min，反應(yīng)溫度為20，臭氧通氣量為0.3L/min時，COD去除率可達(dá)65%以上，催化劑性能最好。關(guān)鍵字：有

5、機(jī)廢水；催化氧化；蜂窩陶瓷；臭氧；Cu-Ce氧化物ABSTRACTCOD degradation of organic wastewater treatment process, conventional ozone oxidation technology can already high COD concentration wastewater treatment to lower concentrations. But for lower secondary biological effluent COD concentration, to further reduce its COD

6、concentration is difficult. Catalytic ozonation technology as an advanced oxidation technology has been widespread attention, but as a new type of ceramic honeycomb ceramic products, with its porous thin-walled, high-strength, high temperature, corrosion-resistant characteristics, has become an exce

7、llent catalyst carrier . Therefore, the preparation of a new type of ceramic honeycomb ozone oxidation catalyst to address the relatively low COD concentration of secondary biochemical water, is the significance of this issue lies.Catalytic ozonation experiments, honeycomb ceramic carrier, prepared

8、by impregnation of Cu-Ce-La, Cu-Ce supported catalyst. Through the catalyst loading data analysis to determine the amount of the catalyst loading of 10% of the optimal standard solution preparation: impregnation repeat - Drying - 7 times the firing process, a single immersion time is 12 hours.Active

9、 group assigned a different formulation than the catalysts were other reaction conditions affect the catalyst performance, such as reaction time, temperature, ozone ventilation, the best screening effect of the active ingredient, with COD removal efficiency as the main indicator, the following concl

10、usions : Cu-Ce ratio of 1: 1, reaction time was 60min, the reaction temperature is 20 , ozone aeration rate 0.3L / when min, COD removal efficiency of 65%, the best performance of the catalyst.Key words：Oxidation, Organic wastewater, Ceramic honeycomb, Ozone, Cu-Ce oxide目 錄引 言1第1章 文獻(xiàn)綜述3第1.1節(jié) 有機(jī)污水處理技

11、術(shù)31.1.1 物理處理技術(shù)31.1.2 化學(xué)處理技術(shù)41.1.3 生物處理方法5第1.2節(jié) 臭氧及其在廢水處理中的應(yīng)用概述71.2.1 臭氧簡介71.2.2 催化臭氧氧化及其在廢水處理中的應(yīng)用81.2.3 臭氧氧化反應(yīng)機(jī)理91.2.4 催化臭氧化處理反應(yīng)器的設(shè)計9第1.3節(jié) 催化臭氧化法降解101.3.1 催化劑材料101.3.2 催化劑制備方法121.3.3 有機(jī)廢水降解影響因素13第1.4節(jié) 降解過程的微觀機(jī)理141.4.1 臭氧和羥基自由基的反應(yīng)機(jī)理141.4.2 界面效應(yīng)機(jī)理151.4.3 協(xié)同作用機(jī)理16結(jié) 語17第2章 實驗部分19第2.1節(jié) 實驗原料及儀器192.1.1 實驗原

12、料192.1.2 實驗儀器19第2.2節(jié) 實驗裝置流程20第2.3節(jié) 廢水的來源及其性質(zhì)21第2.4節(jié) 實驗分析測試方法232.4.1 化學(xué)需氧量COD測定232.4.2 臭氧濃度的測定24第3章 催化劑的制備及其相關(guān)數(shù)據(jù)27第3.1節(jié) 催化劑的制備273.1.1 蜂窩陶瓷載體預(yù)處理273.1.2 配制浸漬液273.1.3 催化劑涂鋁273.1.4 浸漬 - 干燥 - 焙燒28第3.2節(jié) 催化劑負(fù)載量相關(guān)數(shù)據(jù)28第4章 催化劑性能的研究31第4.1節(jié) 催化劑活性組分配比的影響31第4.2節(jié) 反應(yīng)時間的影響33第4.3節(jié) 臭氧通氣量的影響34第4.4節(jié) 反應(yīng)溫度的影響36第4.5節(jié) 小結(jié)37結(jié)論

13、與展望39參考文獻(xiàn)41致謝45引 言有機(jī)廢水指的是在生活污水、食品加工制造業(yè)和造紙工業(yè)等的廢水中，含有糖類、蛋白質(zhì)類、油脂類以及木質(zhì)素等有機(jī)物。這些物質(zhì)或者以懸浮的狀態(tài)，或者以溶解狀態(tài)大量存在于污水之中，可以通過微生物的生物化學(xué)作用使其分解。但在其分解過程中因需要消耗氧氣，所以被稱為耗氧污染物。臭氧化過程已被提議用于出去污水中污染物。就這一點而言，污水處理廠的排放量已被表明是人為污染物向水環(huán)境排放的主要責(zé)任因素。這些化合物和代謝物的去除，以及與污水和處理有關(guān)聯(lián)的有毒物質(zhì)的演變，成為了當(dāng)前研究的關(guān)鍵問題。有機(jī)廢水按其來源可分為三大類:易于生物降解有機(jī)廢水；有機(jī)物可降解,但含有害物質(zhì)的廢水；難于生

14、物降解的和有害的有機(jī)廢水。有機(jī)廢水如下幾個特點：有機(jī)物含量高、濃度大。COD通常在2000mg/L以上,有的可能高達(dá)幾萬甚至幾十萬mg/L。組成成分極其復(fù)雜。含有毒物質(zhì)的廢水中有機(jī)物以芳香族化合物和雜環(huán)化合物為主,通常還含有硫化物、氮化物、重金屬以及毒性有機(jī)物。色度高，有異味。有些廢水散發(fā)出刺鼻惡臭,給周邊環(huán)境帶來了很多不良影響。具有強(qiáng)酸強(qiáng)堿性。工業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢水中,以酸、堿具多，往往有著強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性。難以生物降解。有機(jī)廢水中所含的有機(jī)污染物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生化性差，且對微生物來說具有毒性，不易用常規(guī)的生化方法處理。而有機(jī)污水的危害主要體現(xiàn)在以下3個方面：需氧性危害。由于生物的降解作用,有機(jī)污水會使

15、水體不再富含氧氣, 多數(shù)水生物將難以生存,從而產(chǎn)生刺鼻臭味,惡化水質(zhì)和周圍環(huán)境。感觀性污染。有機(jī)污水不但使水體喪失利用價值,更嚴(yán)重影響到水體附近人民的正常生活。致毒性危害。有機(jī)污水中含有大量有毒有機(jī)物,會在水體、土壤等自然環(huán)境中不斷累積、儲存,最后進(jìn)入人體,從而危害人體健康。臭氧被認(rèn)為是強(qiáng)氧化劑，但它與某些有機(jī)化合物諸如非活化芳烴的反應(yīng)緩慢1。因此，它不能徹底氧化有機(jī)物，這也導(dǎo)致羧酸、羰基化合物以及許多其他物質(zhì)的生成。近年來，由于羥基自由基更易生成，相應(yīng)的臭氧經(jīng)濟(jì)效益更大，因此催化臭氧化一直吸引著科學(xué)界，他們致力于水處理過程中的臭氧工藝研究。臭氧以其強(qiáng)氧化性和消毒能力2，在水處理技術(shù)方面得到廣

16、泛使用。盡管近年來在催化臭氧化領(lǐng)域有著大量的研究，但我們對催化過程的機(jī)理仍沒有本質(zhì)的認(rèn)識。有幾種催化劑已被證明能夠提高臭氧化效率，但是在將這一技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)規(guī)模的水處理之前還需要對該過程有更加深入的認(rèn)識。第1章 文獻(xiàn)綜述第1.1節(jié) 有機(jī)污水處理技術(shù)1.1.1 物理處理技術(shù)作為預(yù)處理方法用于有機(jī)廢水預(yù)處理目標(biāo)的物理法是將回收廢水中的有用成分，或者以達(dá)到去除有機(jī)物一些簡單的可生物降解的材料加工，提高生物降解性，降低生化處理負(fù)荷減少，提高加工效率用途。一般常用的物化法有萃取法、吸附法、濃縮法、超聲波法等。1.1.1.1 萃取法在眾多的處理方法中，溶劑萃取法不僅具有設(shè)備投資少、操作簡便、能耗低等優(yōu)點，

17、而且主要污染物能夠?qū)崿F(xiàn)高效回收利用。特別是基于可逆絡(luò)合反應(yīng)的具有高效率和選擇性的極性有機(jī)稀溶液的分離提取和分離方法，在有機(jī)廢水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。溶劑萃取方法，使用水溶性的或不溶于有機(jī)溶劑和水接觸時，非極性有機(jī)化合物的廢水中提取，然后經(jīng)過提取劑進(jìn)一步處理負(fù)荷。萃取僅僅是污染物實現(xiàn)物理轉(zhuǎn)移的過程,并非真正意義上的降解。近年來，溶劑萃取法多用于高濃度難降解有機(jī)工業(yè)廢水的回收和處理以及對具有高分配系數(shù)的溶質(zhì)體系進(jìn)行分離，如含酚廢水、有機(jī)磺酸類廢水、有機(jī)羧酸類廢水及有機(jī)含磷含氮類廢水等。溶劑萃取法的缺點也很明顯，那就是溶劑損失和由此引起的二次污染。隨著絡(luò)合萃取、雙溶劑萃取、膜萃取和萃取置換等工

18、藝技術(shù)的發(fā)展，將為有機(jī)廢水處理提供更加高效的途徑。1.1.1.2 吸附法吸附法是采用多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合，或使廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，使廢水中污染物質(zhì)吸附于多孔物質(zhì)表面而除去。目前3吸附法中吸附脫色用的最多，即利用多孔性的固體介質(zhì)，將染料分子吸附在其表面，從而達(dá)到脫色的效果。吸附劑包括再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維和不可再生吸附劑如各種天然礦物（膨潤土、硅藻土）、工業(yè)廢料（煤渣、粉煤灰）及天然廢料（木炭、鋸屑）等。這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過其顆粒狀物質(zhì)組成的濾床，是廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾而除去。雖然活性炭具

19、有較高的吸附性，但由于再生困難、費(fèi)用高而在國內(nèi)較少使用。因此我認(rèn)為，吸附法的應(yīng)用前景不大，發(fā)展不容樂觀。1.1.1.3 濃縮法現(xiàn)階段濃縮法主要分為濃縮干燥法與濃縮燃燒法。這兩種方法對廢水沒有嚴(yán)格要求，是目前高濃度廢水治理最徹底的方法，能夠真正實現(xiàn)廢水零排放。濃縮干燥法是對廢水依次進(jìn)行中和、沉淀、濃縮、干燥。得到的干粉可用于有機(jī)肥料，其缺點是能耗較大、費(fèi)用較高，用干粉做的有機(jī)肥料易發(fā)生返潮、不易保存，不易銷售，難以推廣應(yīng)用難。而濃縮燃燒法是對廢水依次進(jìn)行中和、濃縮、燃燒。燃燒得到的熱量可用于生產(chǎn)應(yīng)用或濃縮廢水，濃縮過程的冷凝水可用于生產(chǎn)稀釋水。其優(yōu)點在于其不但不消耗能量，甚至還能產(chǎn)熱，運(yùn)行費(fèi)用低

20、，灰渣能實現(xiàn)其他用途，甚至還能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，因此濃縮燃燒法正受到越來越多的重視。1.1.1.4 超聲波法超聲波作為高頻機(jī)械波，特點主要是波長較短，且能量集中。其存在應(yīng)用可能的特性有兩點，一是能量大，二是沿直線傳播。超聲波技術(shù)有很多優(yōu)點：高效、便利、無污染，所以以超聲波技術(shù)為基礎(chǔ)的污水處理技術(shù)已成為近年來快速發(fā)展的一項新型水處理技術(shù)?，F(xiàn)階段其優(yōu)越性體現(xiàn)在：集高級氧化、熱解、超臨界氧化等技術(shù)于一體 降解速度快、能將水體中有害有機(jī)物轉(zhuǎn)變成CO2 、H2O、無機(jī)離子或易降解的有機(jī)物。但該技術(shù)也有一定局限性：超聲處理過程十分復(fù)雜，具有不同物理化學(xué)性質(zhì)的有機(jī)污染物，因其降解機(jī)理的不同，超聲降解的效果也不同

21、利用超聲波處理技術(shù)，當(dāng)且僅當(dāng)對于具體的有機(jī)污染物，反應(yīng)操作條件的優(yōu)化才有可能得到更好的降解效果。1.1.2 化學(xué)處理技術(shù)化學(xué)處理技術(shù)是化學(xué)原理和廢水污染物轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)的化學(xué)組成的應(yīng)用，從而使待凈化廢水的一種處理方法。化學(xué)氧化法分為兩大類，一個是根據(jù)有機(jī)物正常溫度和壓力下使用強(qiáng)氧化劑氧化所述廢水中的為二氧化碳和水；另一種是含有機(jī)物質(zhì)的廢水在高的溫度和壓力，包括超臨界水氧化，分解濕式氧化過程中，氧化劑通常是氧或過氧化氫，通常用催化劑來降低反應(yīng)條件，以加快反應(yīng)速率?；瘜W(xué)氧化反應(yīng)是快速的，簡單的控制，但成本高，往往難以到步驟難治有機(jī)物氧化為無機(jī)物質(zhì)，并在中間的控制目前的研究較少。該技術(shù)也經(jīng)常被用來

22、作為預(yù)處理方法使用的生物處理。其主要的方法有焚燒法、Fenton氧化法、電化學(xué)氧化法等。1.1.2.1 焚燒法焚燒使用燃料油，煤炭和其他單獨有機(jī)廢水促進(jìn)劑或其他廢物焚燒爐焚燒可以混合使用各種爐。效率高，速度快，可在廢水有害有機(jī)物完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水的步驟。但是，設(shè)備投資、加工成本高，除某些特殊廢物（如醫(yī)療廢物）難以采用。1.1.2.2 Fenton氧化法目前4，F(xiàn)enton試劑常與其他技術(shù)如電、光、超聲、吸附、微波等聯(lián)合運(yùn)用來降低成本或提高氧化效率。Fenton試劑氧化能力極強(qiáng)，所以Fenton氧化法在處理廢水中有機(jī)物的過程中作用很大。但因為體系中存在大量的Fe2+離子，H2O2的利用率很低

23、，有機(jī)物難以降解完全。接下來的一段時間，人們改進(jìn)了傳統(tǒng)的Fenton氧化法。光助反應(yīng)就是一個典型實例，在反應(yīng)體系中輔以紫外線和可見光，在反應(yīng)30min后,溶解性有機(jī)碳去除率可實現(xiàn)90%。1.1.2.3 電化學(xué)氧化法電化學(xué)氧化法也叫電化學(xué)燃燒法，是在電極表面的電氧化作用下或由電場作用而產(chǎn)生的自由基作用下使有機(jī)物氧化。電化學(xué)氧化分為兩大類：直接電化學(xué)氧化和間接電化學(xué)氧化。直接電化學(xué)氧化是使在電極表面使有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)；而使用電化學(xué)反應(yīng)氧化劑或還原劑，以使污染物降解的方法是間接電化學(xué)氧化。1.1.3 生物處理方法生物是是主要的廢水凈化工藝，主要用于有機(jī)廢物在農(nóng)藥，印染，醫(yī)藥等行業(yè)的處理。生物處

24、理法是利用微生物的代謝分解，轉(zhuǎn)化水有毒有害化學(xué)物質(zhì)和其他各種部件超出生物技術(shù)，退化的地方主要包括活性污泥微生物生物膜及其相應(yīng)的反應(yīng)，從而催生了各類生物治療方法和技術(shù)。微生物法不僅經(jīng)濟(jì)、安全,而且處理的污染物閾值低、殘留少、無二次污染,有較好的應(yīng)用前景。根據(jù)反應(yīng)條件的不同,微生物處理法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。1.1.3.1 好氧活性污泥法在污水處理中，活性污泥法是應(yīng)用最廣的技術(shù)之一。這一方法是自然界中水體自凈過程的人工模擬，是對水自凈功能的強(qiáng)化，它利用懸浮生長的微生物來處理有機(jī)污水。近幾十年來，活性泥法隨著在實際生產(chǎn)上的廣泛應(yīng)用和技術(shù)上的不斷革新改進(jìn)，活性污泥法在反應(yīng)動力學(xué)以及在

25、工藝方面都得到長足發(fā)展，出現(xiàn)了多種能夠適應(yīng)各種條件的工藝流程。目前，活性污泥法已經(jīng)成為各類有機(jī)廢水處理技術(shù)的主題。根據(jù)處理的各種功能和應(yīng)用條件不同的操作模式可以將好氧活性污泥法分為：普通活性污泥法、減量曝氣活性污泥法、分段進(jìn)水活性污泥法、吸附再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、高負(fù)荷活性污泥法、純氧曝氣活性污泥法。這些污水處理方法可用于傳統(tǒng)的活性污泥中的有機(jī)負(fù)荷和需氧量達(dá)到平衡，提高曝氣池對水質(zhì)、水量、沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力，減少污泥產(chǎn)生，縮短曝氣時間，提高氧向混合液中的傳遞能力及利用率，減少污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生等方面進(jìn)行的改進(jìn)，改進(jìn)的同時又出現(xiàn)一些缺點，例如處理效果差，尤其是對于有機(jī)污水的處理更是難

26、上加難。1.1.3.2 厭氧生物處理法很久以前,人們就開始將厭氧工藝應(yīng)用到生活污水污泥的處理。第一代厭氧反應(yīng)器無法將水力停留時間和污泥停留時間分開，所以大大增加了消化池的容積和占地面積，提高了建設(shè)費(fèi)用。為了提高厭氧處理系統(tǒng)的效率，它成功地在第二代厭氧反應(yīng)器的研究和開發(fā)中出現(xiàn)，例如厭氧濾池、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器、厭氧流化床和厭氧接觸膜膨脹床反應(yīng)器等。它們的優(yōu)點是可以將固體停留時間和水力停留時間相分離,這使得反應(yīng)器內(nèi)固體停留時間可以長達(dá)上百天,而水力停留時間可以從過去的幾十天縮短為幾天,甚至幾小時。在已經(jīng)開發(fā)的這些高效厭氧處理系統(tǒng)中, 升流式厭氧污泥床反應(yīng)器已廣泛用于實際生產(chǎn)中。第1.2節(jié) 臭氧

27、及其在廢水處理中的應(yīng)用概述1.2.1 臭氧簡介臭氧，又稱富氧，是氧的同素異形體，其分子式是O3。它能吸收對人體有害的短波紫外線，防止其到達(dá)地球，通常以稀薄的狀態(tài)混合于大氣中。（1）物理性質(zhì)常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體，當(dāng)濃度達(dá)到15%時，臭氧是淡紫色的具有魚腥味的氣體。在溫度為0、壓力為0.1MPa下臭氧的密度是2.14g/L，比空氣重1.658倍,其沸點是-111,溶點是-192。臭氧可溶于水，遵守亨利定律，其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例。在常溫常壓下的溶解度比氧高約13倍，比空氣高約25倍。（2）化學(xué)性質(zhì)臭氧的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，有極強(qiáng)的氧化性，常溫下可使Ag、Hg、Fe、Mn等

28、氧化。其氧化還原電位與pH值有關(guān)，在酸性溶液中,E0=2.07V，氧化性僅次于氟而居第二位；在堿性溶液中，E0=l.24V。在催化劑的催化作用下，O3分解產(chǎn)生大量的·OH，·OH是在水中已知的氧化劑中最活潑類型的氧化劑，很容易將各種有機(jī)物氧化，在低濃度時亦具有強(qiáng)氧化作用，能氧化或分解一些有害的物質(zhì)。它可導(dǎo)致不飽和有機(jī)分子的破裂，或結(jié)合在有機(jī)分子的雙鍵上，生成臭氧化物。臭氧化物的自發(fā)性分裂產(chǎn)生一個梭基化合物和帶有酸性和堿性基的兩性離子，后者是不穩(wěn)定的，可分解成酸和醛。臭氧很不穩(wěn)定，在常溫下即可分解為氧氣并釋放出熱量：2O3 3O2+285KJ( 1·1)由于分解時放

29、出大量熱量，故當(dāng)其含量在25%以上時，很容易爆炸。臭氧在空氣中的分解速度與臭氧濃度和溫度有關(guān)，溫度越高，分解越快，當(dāng)溫度超過100時，分解非常劇烈，達(dá)到270高溫時，可立即轉(zhuǎn)化為氧氣；濃度越高，分解也越快。臭氧在水溶液中的分解速度比在氣相中的分解速度快得多，而且強(qiáng)烈地受金屬離子的催化。催化劑的金屬氧化物在水中催化臭氧分解和催化臭氧氧化水中難降解有機(jī)物的能力與金屬氧化物表面性質(zhì)有關(guān)。由于金屬氧化物表面的金屬離子配位不飽和，所以水中的金屬氧化物表面會吸附水，離解生成H和OH-而形成表面輕基,并生成新的強(qiáng)氧化物質(zhì)。臭氧在水中的分解過程如下：O3 H2O HO3+ OH-( 1·2)HO3+

30、 3OH- 2H2O O2( 1·3)O3 HO2- OH- 2O2( 1·4)OH- HO2- H2O O2( 1·5)1.2.2 催化臭氧氧化及其在廢水處理中的應(yīng)用臭氧分子和不同有機(jī)物的反應(yīng)速率差距很大,如對不飽和有機(jī)物的反應(yīng)速率常數(shù)一般在103105(mol·s)-1，對飽和烷烴類的反應(yīng)速率數(shù)很低，一般在10-310-1(mol·s)-1。而輕基自由基對于有機(jī)物的反應(yīng)速率基本都在1081010(mol·s)-1，對有機(jī)物的反應(yīng)幾乎沒有選擇性。單純使用臭氧氧化，出水水質(zhì)并不十分理想，特別是對于難降解有機(jī)物的去除以及出水生物穩(wěn)定性控

31、制等。例如：曲險峰等用AC作催化劑對奧里油脫水加工過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水的催化臭氧氧化結(jié)果顯示，對COD的去除率可從單獨O3氧化的不到10%提高到60%左右,而且O3的利用效率也得到了明顯提高。因此必須將臭氧氧化與其它水處理工藝結(jié)合起來，如O3/H2O2，UV/O3，UV/H2O2，UV/H2O2/O3和O3/金屬氧化物等，以降低運(yùn)行費(fèi)用，進(jìn)一步強(qiáng)化處理效果。催化臭氧化是對傳統(tǒng)非催化臭氧氧化法的改進(jìn)和加強(qiáng)，能有效解決有機(jī)物降解不完全的問題。按所用催化劑的相態(tài)可分為均相催化臭氧化和非均相催化臭氧化兩大類。均相催化臭氧化是利用水溶液中的金屬離子來催化臭氧化過程，催化效率高，但催化劑難以回收，易

32、引起二次污染，因而其應(yīng)用受到限制。非均相催化臭氧化技術(shù)主要利用三種作用：載體吸附，催化劑催化活化臭氧分子及它們的協(xié)同作用，以此降低反應(yīng)活化能、改變反應(yīng)歷程以增強(qiáng)臭氧化作用，礦化一些難降解的有機(jī)污染物。它具有對臭氧分解效率高、氧化污染物徹底、不易流失、不引入二次污染、易操作、催化劑可重復(fù)再生使用等優(yōu)點，已成為去除水中高穩(wěn)定性、難降解污染物，滿足越來越嚴(yán)格環(huán)保要求的重要技術(shù)。非均相催化臭氧化催化劑主要有貴金屬系列、銅系列和稀土系列三大類，包括金屬、金屬氧化物以及負(fù)載于金屬氧化物之上的金屬或金屬氧化物等岡。貴金屬由于昂貴的價格限制了其應(yīng)用，以低價金屬以及金屬氧化物為主的研究逐漸成為主流。過渡金屬如F

33、e、cu、Pt、Pb、Pd、Ag、Co等有較好的空電子軌道，容易接受電子對，水處理時不需提供太多的能量,易于生成配合物作反應(yīng)的中間體，可用作催化臭氧化催化劑。有些時候，負(fù)載型催化劑中除了載體和活性組分之外還有助劑，助劑本身沒有活性或活性很小，但它的存在卻可以有效地改變催化劑的化學(xué)組成、電子結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)或晶體結(jié)構(gòu)，從而提高催化劑的活性和選擇性，延長催化劑的使用壽命，提高其對毒物的抵抗能力。例如一些固體催化劑中摻雜的元素K具有給電子能力，而主催化劑中的其他過渡金屬則具有空余軌道可以接受電子，K2O電子傳遞給該過渡金屬元素后，可以提高其電子密度，從而提高整個固體的催化劑的活性。Lei等對浙江某藥廠

34、的廢水(主要成分己二睛、苯酚、乙醇)分別采用臭氧非催化氧化、活性炭吸附、臭氧一活性炭組合等方法進(jìn)行了研究。實驗表明，臭氧與活性炭組合工藝可以大大提高COD的去除率，提高臭氧的利用率，避免活性炭的頻繁再生。張彭義等研究了過渡金屬鎳、鐵、銅單組分和不同配比雙組分氧化物的催化臭氧化作用，它們對吐氏酸臭氧氧化均有一定的催化作用，其中Ni-Fe(1:4)和Ni-Cu(4:l)的催化活性最高,與-Al2O3載體相比，臭氧的有效利用率分別提高了28.9%和24.3%。1.2.3 臭氧氧化反應(yīng)機(jī)理臭氧對水中有機(jī)物的氧化過程可分為直接氧化和間接氧化。1.2.3.1 臭氧與水中有機(jī)物的直接反應(yīng)直接氧化是臭氧與水中

35、有機(jī)物直接反應(yīng)生成梭酸等簡單有機(jī)物或直接氧化生成二氧化碳和水的過程。直接氧化作用緩慢，有選擇性，一般發(fā)生在溶液呈酸性(尤其是pH<4)的反應(yīng)體系，或溶液中存在大量碳酸鹽等自由基反應(yīng)鏈終止劑的反應(yīng)體系。在直接氧化反應(yīng)的條件下，臭氧與含有雙鍵等不飽和化合物以及帶有供電子取代基(酚輕基)的芳香族化合物反應(yīng)速度較快，屬于傳質(zhì)控制的化學(xué)反應(yīng)，臭氧與烯烴或苯酚的反應(yīng)即屬此類，其反應(yīng)機(jī)理見圖示；但是，飽和的有機(jī)物及酚經(jīng)基以外的其它有機(jī)物與臭氧的直接反應(yīng)速度卻很慢，屬于由反應(yīng)速度控制的化學(xué)反應(yīng)。1.2.3.2 臭氧在自由基激發(fā)劑及促進(jìn)劑條件下的氧化反應(yīng)當(dāng)水中存在大量OH-、H2O2/HO2-、Fe2+、

36、紫外線等自由基激發(fā)劑或促進(jìn)劑時，自由基激發(fā)劑及促進(jìn)劑促使反應(yīng)體系中產(chǎn)生大量的輕基自由基。輕基自由基會發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生更多的活性自由基，大量的活性自由基與有機(jī)物的反應(yīng)速度接近于傳質(zhì)擴(kuò)散速度，也屬于傳質(zhì)控制的化學(xué)反應(yīng)。這種反應(yīng)相當(dāng)快，具有非選擇性，能與多種污染物反應(yīng)。1.2.4 催化臭氧化處理反應(yīng)器的設(shè)計臭氧與污染物作用是先溶于水,然后再反應(yīng),故選擇臭氧接觸裝置主要是根據(jù)整個反應(yīng)是反應(yīng)速度控制還是擴(kuò)散控制,印染廢水造成污染的助劑、漿料、染料和一般有機(jī)物與臭氧的反應(yīng)均屬于反應(yīng)控制。對于酸性(pH<4)體系，重點應(yīng)設(shè)法延長處理介質(zhì)在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間來達(dá)到提高污染物去除效率的目的；而對于pH10

37、的堿性反應(yīng)體系或處理以含有酚輕基、碳碳不飽和雙鍵的反應(yīng)體系，應(yīng)設(shè)法增強(qiáng)臭氧與處理介質(zhì)的傳質(zhì)效率，傳質(zhì)效率的提高對污染物的去除起關(guān)鍵作用；在中性體系，臭氧與體系中污染物的反應(yīng)為直接反應(yīng)和間接反應(yīng)共同控制，此時必須對傳質(zhì)效率和停留時間進(jìn)行雙重考慮，才能實現(xiàn)對污染物的降解和去除。在反應(yīng)器材質(zhì)方面，因臭氧的氧化性很強(qiáng)，腐蝕性大，在實驗設(shè)計中對反應(yīng)器、含臭氧的氣體和液體的輸送管道的選擇必須謹(jǐn)慎。根據(jù)美國聯(lián)合碳化物公司紐約州托那萬達(dá)林德分部的工程材料實驗結(jié)論，444L不銹鋼、玻璃、未增塑的聚氯乙烯(PVC)、特氟隆等材料在含臭氧的氣體和液體中表現(xiàn)較穩(wěn)定。第1.3節(jié) 催化臭氧化法降解1.3.1 催化劑材料1

38、.3.1.1 金屬氧化物基催化劑錳氧化物（MnO2）：Mn2+在均相催化臭氧化反應(yīng)中展現(xiàn)出了很好的催化性能5，而MnO2在非均相催化臭氧化反應(yīng)中也具備不錯的催化性能。已有研究表明6，MnO2能夠很好地催化O3氧化莠去津等有機(jī)化合物。對于Mn2+對莠去津的催化臭氧化過程，研究認(rèn)為Mn2+在溶液中被O3氧化生成新生態(tài)水合MnO2，隨后O3在新生態(tài)MnO2表面發(fā)生分解生成·OH將莠去津去除。還有研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)載型的錳氧化物催化劑如MnOX/Al2O3和MnOX/SBA-15能夠加速臭氧分解產(chǎn)生大量羥基自由基的過程，因此能夠加速降解難降解有機(jī)物阿特拉津和利谷隆。鈦氧化物（TiO2）：上世紀(jì)七十

39、年代以來，在環(huán)境治理這一方面關(guān)于TiO2的研究開始發(fā)展起來。TiO2作為催化劑和載體有著許多優(yōu)點：物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗腐蝕性良好、沒有毒性、價格低廉等等。TiO2不僅在光催化氧化方面有許多應(yīng)用，在催化臭氧化方面，TiO2也是一種性能非常不錯的催化劑，它既可以作為催化劑，又可以作為其他活性物質(zhì)的載體。有研究發(fā)現(xiàn)，在TiO2上負(fù)載金屬，會對憎水性有機(jī)物的臭氧氧化起到明顯的催化作用。相反，對于親水性有機(jī)物的催化效果不大。而在TiO2上搭載其他金屬氧化物，則會對不同的有機(jī)物起到不同的催化效果。鋁氧化物（Al2O3）:有的研究者7研究了-Al2O3和Co3O4/Al2O3對于水體中雙氯芬酸等有機(jī)物的催化

40、臭氧化性能發(fā)現(xiàn)，負(fù)載型催化劑可以大大提高對于水體中有機(jī)物的去除率。還有研究8發(fā)現(xiàn)將Fe3+負(fù)載與Al2O3上，對苯酚進(jìn)行催化臭氧化處理可以大大提高對中TOC的去除率。1.3.1.2 硅膠基催化劑將稀土La負(fù)載與二氧化硅上得到的催化劑對于實際印染廢水中COD的去除率可達(dá)80%以上，處理效果良好；將鈦酸鉍Bi4Ti3O12負(fù)載于硅膠之上得到的催化劑可用于中性、微污染水的深度處理，其催化臭氧化性能高，去除優(yōu)勢突出；某些硅酸金屬鹽對于自來水中的氯代硝基苯的去除率很高。1.3.1.3 碳基催化劑在異相催化臭氧化領(lǐng)域中，活性炭以其價格低廉、容易制得、比表面積大等優(yōu)點成為了傳統(tǒng)的催化劑載體9。但它也有缺點，

41、即活性炭易在催化臭氧化過程中被氧化，從而增加了溶液中TOC含量，這一缺點導(dǎo)致其應(yīng)用受到了局限?；钚蕴勘砻尕?fù)載TiO2再經(jīng)過焙燒后制得TiO2/AC催化劑，發(fā)現(xiàn)其對造紙廢水中COD和色度的去除效果很好。而CeO2/AC催化劑可以顯著提高芳香化合物的礦化率10，并且展現(xiàn)出了良好的協(xié)同作用11。后來研究者發(fā)現(xiàn)了碳納米管擁有優(yōu)良的機(jī)械性能、電子特性和物化性能，因而使其作為催化劑載體，負(fù)載不同物質(zhì)來研究其催化性能。有研究發(fā)現(xiàn)，少量CuO負(fù)載與碳納米管上得到的催化劑對于催化臭氧化降解RhB（有機(jī)污染物羅丹明）有著不錯的效果，而且CuO/CNTs催化劑性能穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)多次循環(huán)利用。1.3.1.4 天然礦物

42、基催化劑已有研究發(fā)現(xiàn)，MnO2/沸石催化臭氧化對染料廢水TOC去除率很高，具有非常不錯的處理效果。而以沸石為載體制得的負(fù)載型催化劑對于實際染料廢水COD去除率可達(dá)75%以上。負(fù)載稀土的催化劑提高了沸石的表面羥基密度，提高了催化臭氧化性能，并且實驗結(jié)果表明其具有良好的重復(fù)使用性能。1.3.2 催化劑制備方法1.3.2.1 沉淀法沉淀法是以沉淀操作為基本特征的催化劑的制備方法，是固體催化劑最常用的制備方法之一，主要用于制備催化劑活性組分含量較高且價格相對較低的非貴金屬、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬鹽化物以及催化劑載體。影響沉淀法操作的主要因素有：溶液的濃度、沉淀操作的溫度、溶液的pH、溶液的加料方

43、式和攪拌強(qiáng)度等。1.3.2.2 浸漬法浸漬法是以浸漬操作為基礎(chǔ)的工業(yè)催化劑制備方法，是負(fù)載型催化劑最常用的制備方法之一。浸漬法的原理是，基于多孔性固體的孔隙與液體接觸時的毛細(xì)管現(xiàn)象，和催化劑活性組分在多孔性載體表面的吸附作用。浸漬法中常采用的多孔載體有氧化鋁、氧化硅、活性炭、硅藻土、分子篩等，它們大多都很容易被水溶液浸漬，在浸漬過程中，毛細(xì)管作用力可確保浸漬液體被吸入到整個多孔載體的孔中，從而將活性組分均勻分布在載體表面。浸漬法最大的優(yōu)點是，催化劑的活性組分利用率高，用量少。因為活性組分大多僅分布在載體的表面，這對貴金屬催化劑尤為重要。同時，浸漬法的操作工藝相對簡單，制備步驟也較少，常用的浸漬

44、法有：等體積浸漬法、過量浸漬法、多次浸漬法、浸漬沉淀法、流化噴灑浸漬法、蒸汽相浸漬法。1.3.2.3 溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是一種較新的催化劑制備方法，可以得到比表面積高、孔徑分布均一可控、催化劑活性組分高度分散的催化劑，并且催化劑的制備過程容易控制，是目前制備納米尺度催化劑常用的方法。在膠體化學(xué)中膠體溶液簡稱為溶膠。在一定條件下，溶膠的膠體粒子會互相凝結(jié)而生成凝膠沉淀，這種凝膠沉淀是一種含有較多溶劑、體積龐大的非晶體沉淀，經(jīng)脫出溶劑后，便可得到三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔、大表面的固體。它特別適合用于制備大比表面積催化劑和載體。在溶膠-凝膠法制備催化劑中，溶膠的制備和膠凝是兩個重要的過程。1.3

45、.2.4 離子交換法離子交換法是基于離子交換反應(yīng)為基礎(chǔ)的催化劑制備方法，通常采用離子交換劑作為載體，經(jīng)離子交換反應(yīng)將催化活性組分引入離子交換劑表面，從而制備出活性組分高度分散、均勻分布的負(fù)載型催化劑。與浸漬法相比，此法中活性組分的顆粒要小得多，在活性組分含量完全相同的情況下，催化劑的活性更高。目前，離子交換法中的固體離子交換劑分為兩大類，一類是無機(jī)離子交換劑，另一類是有機(jī)離子交換劑，其制備催化劑的方法也略有不同。1.3.2.5 熱熔融法熱熔融法是以熱熔融操作單元為基礎(chǔ)的較特殊的催化劑制備方法。在熱熔融過程中，催化劑的個組分熔合成均勻分布的混合物，如氧化物固溶體或合金固溶體，使得各組分在晶間尺度

46、上達(dá)到高度分散。因此，制備的催化劑具有高度的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度以及很長的使用壽命。常用的兩種熱熔融法如下：熔鐵催化劑、過渡金屬骨架催化劑。1.3.2.6 混合法混合法就是將組成催化劑的各組分以粉狀粒子的形態(tài)在球磨機(jī)或碾合機(jī)內(nèi)磨細(xì)、混合，使得各組分粒子之間盡可能均勻分散，制備成催化劑的一種方法。這是工業(yè)上制備多組分催化劑最常用的方法。最然用這種方法制備的催化劑各組分之間的混合很難均勻，催化劑的活性和熱穩(wěn)定性也不是很好，但這種方法簡單、生產(chǎn)量大、成本低，特別適合于大批量生產(chǎn)催化劑。1.3.2.7 蜂窩陶瓷催化劑的制備蜂窩陶瓷外型為圓柱體12，直徑50mm，長50mm，孔密度62孔/cm2，壁厚0.

47、4mm，經(jīng)BET測定比表面積為0.351m2/g，XRD檢測蜂窩陶瓷主晶相為2MgO-2Al2O3-5SiO2，在使用前蜂窩陶瓷用蒸餾水沖洗，然后在80干燥，采用浸漬法制成備用。1.3.3 有機(jī)廢水降解影響因素1.3.3.1 pH值的影響在通常的情況下，在偏酸性環(huán)境中，臭氧常常以直接氧化的反應(yīng)為主。這樣以來就抑制了羥基自由基的生成，臭氧的氧化能力并沒有達(dá)到最優(yōu)；而在偏堿性環(huán)境中13，因其發(fā)生了羥基自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，所以臭氧的氧化能力得到了提升。由臭氧氧化的反應(yīng)機(jī)理，pH值得升高，OH- 離子濃度升高，氧化反應(yīng)的方式由偏酸性時的直接氧化，變?yōu)槠珘A性時的羥基自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。這樣即可促進(jìn)臭

48、氧的分解，進(jìn)一步生成羥基自由基，提高COD的去除率。1.3.3.2 載體表面的影響催化劑的比表面積、孔徑、孔徑分布等特性對于催化劑的活性起著至關(guān)重要的影響14。催化劑具有較大的吸附表面積可以利用這一特點，將污染物與氧化劑同時吸附于催化劑表面。這樣的好處是可以加快氧化反應(yīng)速度并且可以有選擇性的氧化，使得水中難降解的有機(jī)物更大程度降解氧化。催化劑載體表面形態(tài)也對催化劑活性影響很大15。所以，從催化活性方面來看，不同的污染物對載體孔徑的要求不同。具有較大孔徑和比表面積的介孔分子篩常用作催化劑載體而廣泛應(yīng)用于催化臭氧化領(lǐng)域。1.3.3.3 載體類型的影響對于非均相催化臭氧化催化劑來說，我們一般采用金屬

49、或金屬氧化物作為活性組分，載體則可以選擇-Al2O3、TiO2、SiO2、分子篩、活性炭等等。而且研究16發(fā)現(xiàn)，金屬催化劑的催化臭氧的能力通常比金屬氧化物的催化能力低。1.3.3.4 載體活性組分的影響已有的研究17發(fā)現(xiàn)，在載體相同的情況下，不同的金屬氧化物其催化能力也大不相同，通常情況下：Pt-Pb/Al2O3=Ag/Al2O3=Ni/Al2O3>Co/Al2O3>Fe/Al2O3>Mn/Al2O3>Cu/Al2O3>Cr/Al2O3。并且MnO2的活性最好，我們發(fā)現(xiàn)MnO2是O3分解非常有效的活性組分；Mn、Cu系催化劑具有活性高、壽命長、成本低等優(yōu)點。1.3

50、.3.5 負(fù)載量、催化劑配比的影響研究18發(fā)現(xiàn)，當(dāng)催化劑所含的活性組分相同，載體相同時，配比不同對于催化劑活性有較大的差別。隨著催化劑量的增加，處理COD的去除率也會增加；擔(dān)當(dāng)催化劑的量增加至一定程度是，再繼續(xù)增加催化劑，氧化效果的提高不大。由此可以看出，在特定的研究環(huán)境下，催化劑活性組分的負(fù)載量有一個最優(yōu)值，當(dāng)負(fù)載量低于或高于最優(yōu)值時，都會對非均相催化劑比表面積以及臭氧和污染物在催化劑上的吸附量產(chǎn)生巨大影響，從而導(dǎo)致催化能力無法達(dá)到最大值。第1.4節(jié) 降解過程的微觀機(jī)理1.4.1 臭氧和羥基自由基的反應(yīng)機(jī)理由羥基自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可是產(chǎn)生更多的活性自由基，大量活性自由基與有機(jī)物的反應(yīng)屬于傳

51、質(zhì)控制的化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)速度快，具有非選擇性，且能與多種反應(yīng)物反應(yīng)19，其反應(yīng)機(jī)理如下：臭氧自由基的引發(fā)：H2O2 HO2- + H+( 1·6)HO2- + 2O3 2HO20 + O30-( 1·7)O30 + H+ HO30+( 1·8)HO30 OH0 + O2( 1·9) 總反應(yīng)式為： H2O2 + 2O3 2HO20 + 3O2( 1·10)自由基的產(chǎn)生：O3 + O20 O30 + O2( 1·11)HO30 O30- + H+( 1·12)HO30 OH0 + O2( 1·13)OH0 + O3 H

52、O40( 1·14)HO40 O20- + HO20+( 1·15)自由基與有機(jī)物的反應(yīng)： H2R + OH0 HR0 +H2O( 1·16)HR0 + O2 HRO20( 1·17)HRO20 R + HO20( 1·18)HRO20 RO + OH0( 1·19)由于自由基激發(fā)劑的存在，使得臭氧反應(yīng)體系內(nèi)產(chǎn)生了大量的羥基自由基，羥基自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)促使臭氧氧化體系對水中有機(jī)物有很強(qiáng)的去除能力。1.4.2 界面效應(yīng)機(jī)理對于大部分非均相催化劑，由于界面組分的變動是非均相催化劑界面自由能大大增加，界面的離子價態(tài)、電子運(yùn)動傳遞等于結(jié)構(gòu)有關(guān)

53、的性能發(fā)生了巨大的變化的效應(yīng)即界面效應(yīng)20。某些無機(jī)材料因其具有較大比表面積從而可作為非均相催化劑，其一，我們能夠利用較大的吸附表面積的吸附作用來去除污染物；其二，固體催化劑能夠提供活性吸附位，對反應(yīng)物分子進(jìn)行有效配位，是反應(yīng)活性下降，加速臭氧化反應(yīng)。界面效應(yīng)被強(qiáng)調(diào)21作為多相催化劑載體或催化劑本身，在催化劑表面上，并且所述催化劑和所述本體溶液吸附，絡(luò)合，活化，與其他的電子轉(zhuǎn)移過程之間的接口。但是非均相催化劑的界面效應(yīng)機(jī)理只適用于比表面積較大，界面效應(yīng)明顯的催化劑，對其他物質(zhì)例如粘土催臭氧化機(jī)理的解釋并不完善。1.4.3 協(xié)同作用機(jī)理我們發(fā)現(xiàn)，非均相催化可以同時發(fā)生在本體容易、固液界面以及催化

54、劑表面，并且可以同時存在均相和非均相催化氧化反應(yīng)。所以，我們認(rèn)為非均相催化臭氧化的機(jī)理是多種氧化作用機(jī)理的協(xié)同作用。目前，已有的研究22給出了如下幾種協(xié)同作用機(jī)理：催化劑只作為吸收劑，臭氧和羥基自由基作為主要的氧化劑催化劑不僅與臭氧反應(yīng)，還與其吸收的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)非均相催化劑提供活性位，對反應(yīng)物的分子進(jìn)行有效的配位，消除空間障礙降低反應(yīng)活化能。結(jié) 語通過對大量文獻(xiàn)的查閱，本文介紹了對于催化臭氧化有機(jī)廢水的一些最新研究成果。對于催化臭氧化降解過程，從材料、制備方法、影響因素等方面展開了詳細(xì)的論述與評價。對于整個過程的微觀反應(yīng)機(jī)理也進(jìn)行了描述，從而有利于讀者了解這一研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀，對于整個催化臭氧

55、化過程有一個初步的認(rèn)識。 同時，我們也可以發(fā)現(xiàn)對于有機(jī)廢水的處理勢在必行，而一種好的處理工藝更是我們現(xiàn)在研究的重點，這也就是該課題的重要性及必要性。第2章 實驗部分第2.1節(jié) 實驗原料及儀器2.1.1 實驗原料表 2·1 實驗原料列表藥品名稱純度來源硫酸銀（Ag2SO4）C.P.北京化學(xué)試劑品公司硫酸汞（HgSO4）C.P.北京化學(xué)試劑品公司重鉻酸鉀（K2Cr2O7）A.R.天津市福晨化學(xué)試劑廠硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2·6H2OA.R天津市福晨化學(xué)試劑廠鄰苯二甲酸氫鉀（KC8H5O4）A.R上海市博達(dá)銀業(yè)化工廠1,10-菲繞啉A.R北京化學(xué)試劑品公司硝酸銅Cu(NO3)2·3H2OA.R天津市福晨化學(xué)試劑廠硝酸鈰Ce(NO3)3·6H2OA.R天津市津科精細(xì)化工研究所硝酸鑭La(NO3)3·6H2OA.R天津市津科精細(xì)化工研究所硝酸鋁Al(NO3)3·3H2OA.R西隴化工股份有限公司氨水（NH3·H2O）A.R北京化工廠碘化鉀（KI）A.R天津市福晨化學(xué)試劑廠硝酸（HNO3）A.R北京華騰化工有限公司2.1.2 實驗儀器表2·2 實驗儀器列表儀器名稱型號產(chǎn)地超級恒溫槽SC-15B上海比朗儀器有限公司臭氧發(fā)生器COM-AD-02鞍山安思羅斯公司蠕動泵BT100-1L保定