環(huán)境催化5教材

環(huán)境催化EnvironmentalCatalysisTopic5

外場(chǎng)強(qiáng)化脫硫脫硝及脫磷技術(shù)外場(chǎng)強(qiáng)化與過程強(qiáng)化的含義及表現(xiàn)方式硫、氮及磷類污染物的來源及存在形式

硫、氮及磷類污染物處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)如何使用“強(qiáng)化”技術(shù)實(shí)現(xiàn)硫、氮及磷類污染物的轉(zhuǎn)化突破外場(chǎng)強(qiáng)化與過程強(qiáng)化的含義及表現(xiàn)方式

過程強(qiáng)化是指能顯著減小工廠和設(shè)備體積、高效節(jié)能、清潔、可持續(xù)發(fā)展的化工新技術(shù)?；み^程強(qiáng)化可分為設(shè)備和方法兩個(gè)方面。過程強(qiáng)化設(shè)備,即設(shè)備小型化,包括新型的反應(yīng)器和單元操作設(shè)備。過程強(qiáng)化方法主要是化工過程集成化,包括化學(xué)反應(yīng)與分離、換熱、物質(zhì)相變的集成,組合分離等,還有替代能源,超臨界流體和離子液體,非定態(tài)操作等新的技術(shù)。

過程強(qiáng)化包括過程強(qiáng)化設(shè)備和過程強(qiáng)化方法兩個(gè)方面。過程強(qiáng)化設(shè)備包括新型反應(yīng)器和新型單元操作設(shè)備。過程強(qiáng)化方法則包括多功能反應(yīng)器、組合分離、新能源和其它方法。過程強(qiáng)化是在1995年第一屆化工過程強(qiáng)化國(guó)際會(huì)議上Ramshaw首先提出的。外場(chǎng)強(qiáng)化outfieldintensification

定義？？？

外場(chǎng)強(qiáng)化是單元，是部分，是局部……過程強(qiáng)化是集成，是整體，是系統(tǒng)化……外場(chǎng)強(qiáng)化的前提：

分子活化的幾種主要手段（一）1.熱活化通過升高反應(yīng)溫度提高分子平動(dòng)能

k=pz0exp(-Ea/RT)

2.催化活化是經(jīng)典的但仍是當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用最廣的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的主要手段：

1)通過表面吸附濃縮反應(yīng)物(相當(dāng)于提高碰撞頻率z0)2)在催化劑表面形成有利的分子取向(提高方位因子p)3)通過形成新的反應(yīng)途徑降低反應(yīng)活化能Ea分子活化的幾種主要手段（二）3.光子活化通過合適波長(zhǎng)光子對(duì)反應(yīng)物分子內(nèi)能態(tài)(轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)、振動(dòng)態(tài)及電子態(tài))的激發(fā)提高反應(yīng)速度，往往也同時(shí)增加新的反應(yīng)途徑。如膠片感光，天然及人工光合作用，各種光化學(xué)反應(yīng)研究等。

H2O+hv

→

OH+H(DH~242nm)

(H2O僅吸收短于185nm的光,到達(dá)地球之太陽光中含此波段光很少)

4.

電子活化

(系等離子體活化之一)

電子與反應(yīng)分子碰撞產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子、分子、自由基和離子等。

分子活化的幾種主要手段（三）幾種活化方式的組合：

1).光催化

2).等離子體+催化

3).等離子體+光+催化硫、氮及磷類污染物的來源及存在形式大氣污染的分類及其來源

1、天然污染源

由自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的大氣污染物種類少，濃度低，在局部地區(qū)某一段可能形成嚴(yán)重影響，但從全球角度看，天然源還是很重要的，尤其在清潔地區(qū)。大氣污染物的天然源主要有：

1)火山噴發(fā)：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等顆粒物。

2)森林火災(zāi)：排放出CO、CO2、SO2、NO2、HC等。

3)自然塵：風(fēng)砂、土壤塵等。

4)森林植物釋放：主要為萜烯類碳?xì)浠衔铩?/p>

5)海浪飛沫：顆粒物主要為硫酸鹽與亞硫酸鹽。

在某些情況下天然源比人為源更重要，有人曾對(duì)全球的硫氧化物和氮氧化物的排放作了估計(jì)，認(rèn)為全球氮排放中的93%，硫氧化物排放中的60%來自天然源。

2、人為污染源人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)是大氣污染的主要來源。大氣的人為污染源可概括為四方面：燃料燃燒

工業(yè)生產(chǎn)過程

交通運(yùn)輸

農(nóng)業(yè)活動(dòng)

l

燃料燃燒：煤、石油、天然氣等燃料的燃燒過程是向大氣輸送污染物的重要發(fā)生源。煤的主要成分是碳，并含有氫、氧、氮、硫及金屬化合物。煤在燃燒過程中會(huì)形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有機(jī)化合物及煙塵等有害物質(zhì)。火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、焦化廠、石油化工廠和有大型鍋爐的工廠、用煤量最大的工礦企業(yè)，根據(jù)工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模不同，對(duì)大氣產(chǎn)生污染的程度也不同。家庭爐灶排氣是一種排放量大、分布廣、排放高度低、危害性不容忽視的空氣污染源。3工業(yè)生產(chǎn)過程排放：工業(yè)生產(chǎn)過程中排放廢氣的工廠很多。石油化工企業(yè)排放二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、氮氧化物；有色金屬冶煉工業(yè)排出的二氧化硫、氮氧化物以及含重金屬元素的煙塵；磷肥廠排出氟化物；酸堿鹽化工工業(yè)排出的二氧化硫、氮氧化物、氯化氫及各種酸性氣體；鋼鐵工業(yè)在煉鐵、煉鋼、煉焦過程中排出粉塵、硫氧化物、氰化物、一氧化碳、硫化氫、酚、苯類、烴類等。

4交通運(yùn)輸過程中排放：汽車排氣已構(gòu)成大氣污染的主要污染源。機(jī)動(dòng)車的發(fā)展速度很快，1950年全球機(jī)動(dòng)車保有量為7000萬輛，1996年增長(zhǎng)到7.1億輛。汽油車排放的主要污染物是：CO，NOX，HC和鉛(如果使用含鉛汽油)；柴油車排放的污染物主要有NOX，PM(細(xì)微顆粒物)，HC，CO和SO2。同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)機(jī)動(dòng)車污染物排放量相當(dāng)驚人。4農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放：

關(guān)于化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的施用給環(huán)境帶來的不利因素，正逐漸引起關(guān)注。例如，氮肥在土壤中經(jīng)一系列的變化過程會(huì)產(chǎn)生氮氧化物釋放到大氣中；氮在反硝化作用下可形成氮（N2）和氧化亞氮（N2O）釋放到空氣中，氧化亞氮不易溶于水，可傳輸?shù)狡搅鲗?，并與臭氧相互作用，使臭氧層遭到破壞。水污染的來源及分類

1．工業(yè)廢水：目前我國(guó)長(zhǎng)江流域約有工礦企業(yè)10萬多個(gè)，整個(gè)流域每年接納的有害有毒物質(zhì)有：有機(jī)物200多萬噸，汞、鉻、鎘等重金屬0.5萬噸，酚和氰3萬噸，石油類3.5萬噸。

2．生活污水：新鮮的城市污水漸漸陳腐和腐化使溶解氧含量下降，出現(xiàn)厭氧降解反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫、硫醇、吲哚和糞臭素，使水具有惡臭。生活污水的固體雜質(zhì)不到1%，大多為無毒物質(zhì)，其中無機(jī)鹽有氰化物、硫酸鹽、磷酸鹽、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽和一些重碳酸鹽等；有機(jī)物質(zhì)有纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和尿素等，另外還有各種洗滌劑和微量金屬，后者如鋅、銅、鉻、錳、鎳和鉛等；生活污水中還含有大量的雜菌，主要為大腸菌群。另外生活污水中氮的磷的含量比較高，主要來源于商業(yè)污水、城市地面徑流和糞便、洗滌劑等。3．醫(yī)院污水4．農(nóng)田水的徑流和滲透近幾十年來，化肥、農(nóng)藥的用量在迅速增加，土壤經(jīng)施肥或使用農(nóng)藥后，通過雨水或灌溉用水的沖刷及土壤的滲透作用，可使殘存的肥料及農(nóng)藥通過農(nóng)田的徑流，而進(jìn)入地面水和地下水。5．廢物的堆放，掩埋和傾倒一些暫時(shí)堆放于露天的廢物可以因雨水淋濕或刮風(fēng)等原因被帶入水體中，一些廢棄物人為傾倒進(jìn)入水體，一些難于處置的廢棄物被人們掩埋在地下深層，但如地下處置工程設(shè)置不當(dāng)或不加任何處理填埋，會(huì)影響處置地區(qū)周圍的地質(zhì)與環(huán)境，使被處置的污染物進(jìn)入水體，引起水體污染。按照污染源性狀特點(diǎn)可分為固定式污染源和移動(dòng)式污染源。固定式污染源是指污染物從固定地點(diǎn)排出，如各種工業(yè)生產(chǎn)及家庭爐灶排放源排出的污染物，其位置是固定不變的；流動(dòng)源是指各種交通工具，如汽車、輪船、飛機(jī)等是在運(yùn)動(dòng)中排放廢氣，向周圍大氣環(huán)境散發(fā)出的各種有害污染物質(zhì)。按照排放污染物的空間分布方式，可分為點(diǎn)污染源，即集中在一點(diǎn)或一個(gè)可當(dāng)作一點(diǎn)的小范圍排放的污染物；面污染源；即在一個(gè)大面積范圍排放污染物。固定式污染源和移動(dòng)式污染源點(diǎn)污染源與面污染源硫、氮及磷類污染物處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（1）催化脫硝技術(shù)脫硝技術(shù)的難點(diǎn)處理煙氣體積大NOx濃度相當(dāng)?shù)蚇Ox的總量相對(duì)較大選擇性催化還原法（SCR）催化劑：貴金屬、堿性金屬氧化物還原反應(yīng)潛在氧化反應(yīng)

煙氣SCR脫硝法采用催化劑促進(jìn)氨與還原反應(yīng)。若使用鈦和鐵氧化物類催化劑，其反應(yīng)溫度為300oC至400oC，當(dāng)采用活性焦炭時(shí)，其反應(yīng)溫度為100oC至150oC.選擇性非催化還原法（SNCR）尿素或氨基化合物作為還原劑，較高反應(yīng)溫度化學(xué)反應(yīng)同樣，需要控制溫度避免潛在氧化反應(yīng)發(fā)生

選擇性催化還原法（SelectiveCatalyticReduction，SCR）是指在催化劑的作用下，利用還原劑（如NH3）“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成無毒無污染的N2和H2O。選擇性非催化還原法（SelectiveNon-CatalyticReduction，SNCR）工藝，是一種不用催化劑，還原NOx的方法。把含有NHx基的還原劑（如氨氣、氨水或者尿素等）噴入爐膛溫度為800℃～1100℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。

選擇性催化還原法脫硝和選擇性非催化還原法脫硝有何區(qū)別

反應(yīng)器在鍋爐尾部煙道的位置,有三種方案:(1)在空氣預(yù)熱器前350攝氏度位置.(2)在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間(3)布置在FGD(濕法煙氣脫硫裝置)之后SCR系統(tǒng)組成及反應(yīng)器布置SCR噴氨法催化劑反應(yīng)器(SCR反應(yīng)器)置于空氣預(yù)熱器前的高塵煙氣中鍋爐靜電除塵器SCR反應(yīng)器空氣預(yù)熱器NH3儲(chǔ)罐蒸發(fā)器去濕法煙氣脫硫系統(tǒng)NH3空氣NH3NH3+空氣此時(shí),煙氣中含有飛灰,二氧化硫,故反應(yīng)器在“

不干凈”的高塵煙氣中.但此處溫度在300到500oC之間,適用于多數(shù)催化劑,但壽命受下列因素影響:煙氣飛灰中Na,K,Ca,Si,As會(huì)使催化劑中毒或污染.飛灰對(duì)催化劑反應(yīng)器的磨損和使催化劑反應(yīng)器蜂窩堵塞.如煙氣溫度升高,會(huì)使CATA.燒結(jié)或使之再結(jié)晶失效.如煙氣溫度降低,氨會(huì)和三氧化硫生成硫酸氫銨,堵塞煙道.高活性CATA.會(huì)使二氧化硫氧化成三氧化硫.SCR噴氨法催化劑反應(yīng)器置于空氣預(yù)熱器與靜電除塵器之間鍋爐靜電除塵器SCR反應(yīng)器空氣預(yù)熱器NH3儲(chǔ)罐蒸發(fā)器NH3NH3+空氣濕法煙氣脫硫系統(tǒng)空氣去煙囪空氣SCR噴氨法催化劑反應(yīng)器布置在FGD(濕法煙氣脫硫裝置)之后鍋爐靜電除塵器SCR反應(yīng)器空氣預(yù)熱器NH3儲(chǔ)罐蒸發(fā)器NH3NH3+空氣濕法煙氣脫硫系統(tǒng)空氣氣/氣加熱器去煙囪空氣氣/油燃燒器或蒸汽換熱器(2)煙氣催化脫硫催化脫硫技術(shù)催化還原法催化氧化法氣相催化氧化法液相催化氧化氣相催化氧化法中溫催化低溫催化液相催化氧化法液相催化脫硫工藝催化還原法可回收硫磺還原劑的來源較為方便，煙氣中含有多種還原性氣體（H2\CO\以及各種烴類）是一步完成的干法過程，不產(chǎn)生廢渣或廢液工藝過程簡(jiǎn)單，只需反應(yīng)器、前除塵裝置和后產(chǎn)品收集裝置選擇性還原二氧化硫時(shí)可以允許一定量的空氣和NOx等氧化物氣體并存，特別適用于煙道氣中二氧化硫的除去燃燒段H2S+3/2O2SO2+H2O 2H2S+O2S2+2H2O烴類、氨燃燒分解，生成COS、CS2等。轉(zhuǎn)化段2H2S+SO23/nSn+2H2OCOS、CS2水解等?？藙谒狗磻?yīng)機(jī)理及生產(chǎn)方法硫磺回收方法：部分燃燒法/直接氧化法/分流法部分燃燒法，二級(jí)催化轉(zhuǎn)化。硫磺(H2S脫硫)回收工藝制硫尾氣空氣冷凝器硫封罐酸性氣克勞斯燃燒爐轉(zhuǎn)化器Claus催化劑LS-300+副催化劑，230～310℃?？藙谒构に嚵鞒?240℃高溫?fù)胶蜌饬蚧钱a(chǎn)品一級(jí)過程氣160℃來自尾氣分液罐高溫?fù)胶烷y224～250℃克勞斯組合工藝總結(jié)克勞斯工藝：高溫硫腐蝕，化學(xué)計(jì)量控制困難，H2S/SO2控制困難?？藙谒构に嚫倪M(jìn)能耗和操作費(fèi)用硫磺回收率組合工藝的不足原料中雜質(zhì)的存在；原料組成及流量變化；燃燒爐及轉(zhuǎn)化器副反應(yīng)；控制儀表的精確度?？藙谒狗磻?yīng)受硫露點(diǎn)限制；水解反應(yīng)受動(dòng)力學(xué)限制；液硫霧沫夾帶；摻和氣未除硫。醇胺再生工藝：醇胺降解，被稀釋，HSS腐蝕，廢液難以處理，再生能耗高?？藙谒狗蚧腔厥展に囈延?00多年歷史，2004年全球以克勞斯法生產(chǎn)的硫磺量已達(dá)到4600萬噸以上，占全部硫磺產(chǎn)量的60%以上。總能耗32萬噸醇胺再生單元：折合5700萬度電1800噸克勞斯：折合287萬度電液相氧化還原法－自循環(huán)Lo-CATⅡS2-+2Fe3+S（固）

+2Fe2+2Fe2++1/2O2+2H+2Fe3++H2O2HS-+2O2S2O32-+H2O酸性氣化學(xué)品：鐵氧化劑螯合鐵穩(wěn)定劑細(xì)菌抑制劑表面活性劑KOH溶液消泡劑凈化氣空氣或氧氣Fe3+氧化器吸收器S特點(diǎn)：脫硫、硫磺回收和尾氣處理“三者合一”，脫硫率99.9％，主要應(yīng)用于低硫的天然氣、焦?fàn)t氣凈化處理。脫硫劑有效組份含量低4～10％，處理量小，再生速率受到限制，老化和降解，被稀釋，腐蝕，消耗化學(xué)品，副產(chǎn)硫代硫酸鹽，需定期排放部分溶液。受副產(chǎn)物影響，硫磺質(zhì)量不高。全世界已經(jīng)建造了一百余套LO-CAT裝置。PH3是一種較強(qiáng)的還原劑，利用它的這一特性，可以選擇某種合適的氧化劑，使其氧化，從而達(dá)到無害的目的。氧化劑的種類很多，次氯酸鈉是其中簡(jiǎn)單易行的一種氧化劑。在室溫下，PH3能與次氯酸鹽反應(yīng)，反應(yīng)速度非?？欤磻?yīng)后生成磷酸(氫)鹽，從而達(dá)到了氣體凈化的目的，在一定的條件下，反應(yīng)分三個(gè)步驟進(jìn)行：[3]ClO+H2O+=HClO+H2O(1)PH3+HCl=[PH3O]+H++Cl-(2)[PH3O]+ClO=H3PO2+Cl-(3)

整體化學(xué)反應(yīng)為：PH3+2NaClO=H3PO2+2NaCl

(4)PH3磷化氫的脫除Pd(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)催化劑在低溫(22-73℃)、常壓下(100kPa)對(duì)質(zhì)量濃度為850mg/m3磷化氫氣體凈化效率可高達(dá)100%。該液相催化氧化機(jī)理為：PH3+4Pd2++4H2O8H++PO43-+4PdPd+2Cu2+Pd2++2Cu+

4Cu+O2+4H+Cu2++2H2O總反應(yīng)為PH3+O2

H3PO4有什么問題？如何使用“強(qiáng)化”技術(shù)實(shí)現(xiàn)硫、氮及磷類污染物的轉(zhuǎn)化突破什么是等離子體?“Plasma”I.Langmuir1926

定義1:“包含足夠多的正負(fù)電荷數(shù)目近于相等的帶電粒子的物質(zhì)聚集狀態(tài)?！惫虘B(tài)等離子體：晶格中正離子與自由電子組合;

半導(dǎo)體中電子與空穴的組合等。液態(tài)等離子體：如電解質(zhì)溶液中正負(fù)離子的組合。定義2:“等離子體是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統(tǒng)?！睆?qiáng)調(diào)了非凝聚系統(tǒng)，即排除了單純的固態(tài)和液態(tài)，但包含了電子束和離子束。定義3:

“等離子體是包含足夠多的正負(fù)電荷數(shù)目近于相等的帶電粒子的非凝聚系統(tǒng)。”單純氣態(tài)：完全或部分電離了的氣體非單純氣態(tài)：塵埃等離子體（1）等離子體技術(shù)

等離子態(tài)與固、液、氣三態(tài)相比無論在組成上還是在性質(zhì)上均有本質(zhì)區(qū)別。首先，氣體通常是不導(dǎo)電的，等離子體則是一種導(dǎo)電流體。其次，組成粒子間的作用力不同。氣體分子間不存在凈的電磁力，而等離子中的帶電粒子間存在庫侖力，并由此導(dǎo)致帶電粒子群的種種特有的集體運(yùn)動(dòng)。另外，作為一個(gè)帶電粒子系，等離子體的運(yùn)動(dòng)行為明顯地受到電磁場(chǎng)的影響和約束。

根據(jù)離子溫度與電子溫度是否達(dá)到熱平衡，可把等離子體分為平衡等離子體和非平衡等離子體。在平衡等離子體中，各種粒子的溫度幾乎相等。在非平衡等離子體中電子溫度與離子溫度相差很大。

通常把電離度小于0.1％的氣體稱弱電離氣體，也稱低溫等離子體。電離度大于0.1％的稱為強(qiáng)電離等離子體，也稱高溫等離子體。

等離子體在工業(yè)上的應(yīng)用具有十分廣闊的前景。高溫等離子體的重要應(yīng)用是受控核聚變。低溫等離子體用于切割、焊接和噴涂以及制造各種新型的電光源與顯示器等。等離子體按存在分類1).天然等離子體宇宙中99%的物質(zhì)是以等離子體狀態(tài)存在的,如恒星星系、星云，地球附近的閃電、極光、電離層等。如太陽本身就是一個(gè)灼熱的等離子體火球。

2).人工等離子體如：*日光燈、霓虹燈中的放電等離子體。*等離子體炬（焊接、新材料制備、消除污染）中的電弧放電等離子體。*氣體激光器及各種氣體放電中的電離氣體。低溫等離子體的產(chǎn)生方式氣體放電等離子體（電場(chǎng)作用加速荷電粒子導(dǎo)致電離）

1）低氣壓放電：直流輝光放電高頻放電（微波、射頻）

2）高氣壓放電：直流弧光放電

電暈放電(NTE)

介質(zhì)阻擋放電(NTE)2.熱致電離等離子體

(高平動(dòng)能原子、分子碰撞導(dǎo)致電離)

高溫燃燒、爆炸、擊波3.輻射電離等離子體（光電離）

X-射線、紫外光等等離子體環(huán)境工程(示例)

人類新世紀(jì)面臨的三大環(huán)境問題CO2等溫室氣體排放帶來的全球氣候變暖及海平面升高等災(zāi)害NOx,SOx

等排放帶來的酸雨等災(zāi)害3.臭氧層破壞帶來的紫外輻射穿透到大氣層問題最重要的空氣污染物:氮氧化物(NOx=NO,NO2,N2O)硫氧化物(SOx=SO2,SO3)(酸雨?。┛蓳]發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)

如甲醛、苯、甲苯等

VOC=VolatileOrganicCompounds等離子體凈化機(jī)理（1）預(yù)荷電集塵

e+M(氣體分子)

M-

M-

+PM(微粒)(PMM)-(PMM)-

PMM(沉積在集塵極上)

（2）催化凈化等離子體(氧化)法脫除氮、硫氧化物（一）電子束法：

日Ebara公司，1970年提出，80年代初中試，90年代中期工業(yè)化。我國(guó)成都電廠（200MW機(jī)組，30萬Nm3/h煙氣），1998年建成使用。*O,OH,HO2

產(chǎn)生

O2+eO+O+eorO+O(1D

)+eH2O+e

H2+

OorOH+O

H+O2+M

HO2+

M

H2O+O(1D

)

OH+OH等離子體法脫除氮、硫氧化物（二）*NH4NO3

及NH4SO4生成

NO+O+M

NO2+

MNO+HO2

NO2+OH

NO2+OH+MHNO3+

MNH3+

HNO3

NH4NO3

SO2SO3H2SO4

NH4SO4fsh

TiO2+OxOx-e-h++>Ti(IV)ps+>TiOH·+>Ti(III)>Ti(III)10ns>Ti(IV)Recomb.>TiOHRecomb.>TiOH10ns>TiOH·++Redms100ns100ns>TiOHoxidationHoffmann,MR;Mattin,ST;Choi,W.Chem.Rev.,1995,95,69.2光催化微波無極光催化（3）電催化

定義1：在電場(chǎng)作用下，存在于電極表面或溶液中的少量物質(zhì)（可以是電活性或非電活性的）,以及由于電極材料本身性質(zhì)或表面狀態(tài)特性，能夠顯著加速在電極上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，而“少量物質(zhì)”或電極本身并不發(fā)生變化的一類化學(xué)作用。

定義2：電催化，是指在電場(chǎng)作用下，存在于電極表面或溶液相中的修飾物能促進(jìn)或抑制在電極上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，而電極表面或溶液相中的修飾物本身并不發(fā)生變化的一類化學(xué)作用。

電催化高級(jí)氧化技術(shù)是最近發(fā)展起來的處理有毒難生化降解污染物的新型有效技術(shù),它通過陽極反應(yīng)直接降解有機(jī)物，或通過陽極反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(·OH)、臭氧一類的氧化劑降解有機(jī)物，這種降解途徑使有機(jī)物分解更加徹底，不易產(chǎn)生毒害中間產(chǎn)物，更符合環(huán)境保護(hù)的要求，這種方法通常被稱為有機(jī)物的電催化氧化過程。

要特別注意的是電催化作用不是指“電”的催化作用，而是上述所指的“少量物質(zhì)”或電極材料本身的性能的催化作用。因此，電催化作用仍是不能改變反應(yīng)的方向和平衡以及具有選擇性等特征。當(dāng)電極材料本身或表面狀態(tài)物性起催化作用時(shí)，則該電極既是電子導(dǎo)體又是催化劑。所以，如何選擇電極材料和改善電極材料（如納米表面狀態(tài)）的表面性能，使它除作電子導(dǎo)體外，還賦予它具有一定的電催化性能，則是電化學(xué)工作者研究的一個(gè)永恒課題。

非氧化─還原催化是指起催化作用的電極材料本身或固定在電極表面上的修飾物并不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而僅僅是在電化學(xué)反應(yīng)的前、后或其中所產(chǎn)生的純化學(xué)作用(b),又稱外殼層催化。

氧化─還原電催化是指固定在電極表面或存在于溶液相中的催化劑本身發(fā)生了氧化─還原反應(yīng)，或?yàn)榉磻?yīng)底物的電荷傳遞的媒介體，加速了反應(yīng)底物的電子傳遞，因此也稱為媒介體電催化。

OK及K分別為催化劑的氧化態(tài)和還原態(tài)，第一步為在電場(chǎng)作用下，催化劑的氧化態(tài)從電極上獲得電子生成催化劑的還原態(tài)K，而催化劑的還原態(tài)K與溶液相中的反應(yīng)底物A發(fā)生反應(yīng)，形成產(chǎn)物Y，同時(shí)催化劑又氧化成氧化態(tài)，進(jìn)一步參與循環(huán)而完成電催化過程（a）,也稱為媒介體電催化。

（4）仿生催化仿酶催化1.酶催化特點(diǎn)：專一性，高效性，反應(yīng)條件溫和2.天然酶的局限性：種類有限，對(duì)熱、酸、堿、氧化劑、有機(jī)溶劑和重金屬離子的穩(wěn)定性差。3.仿酶催化劑：人工合成的一類具有酶的某些屬性的有機(jī)化合物。主要模仿天然酶的活性中心結(jié)構(gòu)，疏水微環(huán)境，與底物多種非共價(jià)相互作用及其協(xié)同效應(yīng)等。

四氮雜卟啉鐵催化劑冠醚化雙Schiff堿藍(lán)色、堿性介質(zhì)中不分解、熱穩(wěn)定性，溶解性好，無毒，催化活性PDS商品催化劑雙核酞菁鈷砜磺酸銨（PDS）脫硫研究在催化過程中,酞菁的作用是首先從硫醇得到電子,然后,把所獲得的電子轉(zhuǎn)移給氧.雙核金屬酞菁由于其分子結(jié)構(gòu)內(nèi)含有兩個(gè)金屬離子且整個(gè)分子為大π電子共軛體系,因此只需一步反應(yīng)便可實(shí)現(xiàn)。中心Co離子和HS－/O2間的電荷轉(zhuǎn)移，生成大量O2－和HS·自由基，自由基的傳遞和終止產(chǎn)生大量的多硫化物。PDS脫H2S化學(xué)反應(yīng)NaHS＋NaHCO3＋（X－1）S=Na2Sx+CO2+H2O(4)H2S(氣)＝H2S（液）(1)H2S（液）＋Na2CO3=NaHS+NaHCO3(2)Na2Sx+1/2O2+H2O=2NaOH+Sx(5)2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O(6)NaHS+1/2O2=NaOH+S(3)PDS催化脫有機(jī)硫化學(xué)反應(yīng)RSH＋Na2CO3=RSNa+NaSCO3(1)

COS+2Na2CO3+H2O=Na2CO2S+2NaHCO3(2)CS2＋Na2CO3+H2O=NaCOS2+2NaHCO3(3)4RSNa+O2+2H2O=2RSSR+4NaOH(4)Na2CO2S+1/2O2=Na2CO3+S(5)NaCOS2+O2=Na2CO3+2S(6)（5）物化組合技術(shù)超聲技術(shù)微波技術(shù)膜技術(shù)環(huán)境工程中非傳統(tǒng)技術(shù)耦合1超聲波技術(shù)多頻聲化學(xué)發(fā)生器聲化學(xué)主要是指用超聲波加速化學(xué)反應(yīng)，提高反應(yīng)效率的交叉學(xué)科。聲化學(xué)反應(yīng)不是來自聲波與物質(zhì)分子的直接相互作用，而是源于聲空化——液體中空腔的形成、振蕩、生長(zhǎng)、收縮至崩潰，及其引發(fā)的物理和化學(xué)反應(yīng)。液體聲空化的過程是集中聲場(chǎng)能量并迅速釋放的過程。為在一般條件下難以實(shí)現(xiàn)或不可能實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，提供了一種新的非常特殊的物理環(huán)境，啟開新的化學(xué)反應(yīng)通道。超聲作用機(jī)理（1）空化理論超聲在液體中的波長(zhǎng)為10~0.015cm(相當(dāng)于15kHz至10MHz)----

空化(低頻和中頻)--