隨著菠萝蜜视频网站入口地址在水處理中應用的越來越多,菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化作為一種新型水處理技術,可降低消毒副產物生成近五成,且更加安全、高效、持久。催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化技術是基於菠萝蜜视频网站入口地址氧化的高級氧化技術,菠萝蜜视频网站入口地址在催化劑的作用下形成高活性羥基自由基,對消毒副產物的前體物(即與消毒劑反應生成消毒副產物的物質)有著很高的去除效率,而且無需向水中引入其它化學藥劑,在富營養化水體的深度處理中有著廣闊的應用前景。
菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術按催化劑的相態分為均相菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術和多相菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術,在均相菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術技術中,催化劑分布均勻且催化活性高,作用機理清楚,易於研究和把握。但是它的缺點也很明顯,催化劑混溶於水,導致其易流失、不易回收並產生二次汙染,運行費用較高,增加了水處理成本。多相菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術法利用固體催化劑在常壓下加速液相(或氣相)的氧化反應,催化劑以固態存在,易於與水分離,二次汙染少,簡化了處理流程,因而越來越引起人們的廣泛重視。
對於菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術技術,固體催化劑的選擇是該技術是否具有高效氧化效能的關鍵。研究發現,多相催化劑主要有三種作用:
一是吸附有機物,對那些吸附容量比較大的催化劑,當水與催化劑接觸時,水中的有機物首先被吸附在這些催化劑表麵,形成有親和性的表麵螯合物,使菠萝蜜视频网站入口地址氧化更高效。
二是催化活化菠萝蜜视频网站入口地址分子,這類催化劑具有高效催化活性,能有效催化活化菠萝蜜视频网站入口地址分子,菠萝蜜视频网站入口地址分子在這類催化劑的作用下易於分解產生如羥基自由基之類有高氧化性的自由基,從而提高菠萝蜜视频网站入口地址的氧化效率。
三是吸附和活化協同作用,這類催化劑既能高效吸附水中有機汙染物,同時又能催化活化菠萝蜜视频网站入口地址分子,產生高氧化性的自由基,在這類催化劑表麵,有機汙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菠萝蜜视频网站入口地址氧化效果的。
在多相菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術中涉及的催化劑主要是金屬氧化物(Al2O3、TiO2、MnO2等)、負載於載體上的金屬或金屬氧化物(CuTiO2、CuAl2O3、TiO2AlO3等)以及具有較大比表麵積的孔材料。這些催化劑的催化活性主要表現對菠萝蜜视频网站入口地址的催化分解和促進羥基自由基的產生。菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化過程的效率主要取決於
催化劑及其表麵性質、溶液的pH值,這些因素能影響催化劑表麵活性位的性質和溶液中菠萝蜜视频网站入口地址分解反應。
1(負載)金屬催化劑
通過一定方式製備的金屬催化劑能夠促使水中菠萝蜜视频网站入口地址分解,產生具有極強氧化性的自由基,從而顯著提高其對水中高穩定性有機物的分解效果。許多金屬可用於催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化過程中,如鈦、銅、鋅、鐵、鎳、錳等。
2 金屬氧化物
金屬氧化物的合理選用可直接影響催化反應機理和效率。一般金屬氧化物表麵上的羥基基團是催化反應的活性位,它通過向水中釋放質子和羥基,發生離子交換反應而從水中吸附陰離子和陽離子,形成 Bronsted酸位,而該酸位通常被認為是金屬氧化物的催化中心。下麵以幾種被廣泛進行了研究的金屬氧化物催化劑,例如TO2、A2O3、MnO2做詳細介紹。
(1)二氧化鈦TiO2
TiO2一般用作光催化反應,但是它對水中有機物的菠萝蜜视频网站入口地址催化氧化技術也有很好的效果,既可以單獨作為菠萝蜜视频网站入口地址化反應的催化劑,又可以和紫外光一起共同催化菠萝蜜视频网站入口地址化。
Beltran等以TiO2粉末作催化劑,研究了催化菠萝蜜视频网站入口地址化降解草酸的效果。相對於單獨菠萝蜜视频网站入口地址氧化體係,多相催化菠萝蜜视频网站入口地址化法對草酸的去除率和礦化程度有了極大的提升。
(2)氧化鋁Al2O3
Al2O3通常被用作催化劑的載體,但有些研究者發現它同樣具有一定的催化菠萝蜜视频网站入口地址氧化的能力。Ni和Chen的研究表明,y-Al2O3的存在使2-氯酚的有機碳去除率從單獨菠萝蜜视频网站入口地址氧化的21%提高到43%,而且菠萝蜜视频网站入口地址的消耗量僅為單獨菠萝蜜视频网站入口地址氧化時的一半,催化劑連續使用三次後去除效果沒有明顯變化。
(3)二氧化錳MnO2
在所有過渡金屬氧化物中,MnO2被認為表現出了很好的催化活性,可以有效催化降解的有機物種類很多。
近年來,納米材料的出現為開發新型高效的菠萝蜜视频网站入口地址化催化材料提供了新的機遇,與傳統的體相催化劑相比,納米材料的使用提高了催化劑的催化效率。過渡金屬氧化物納米材料在催化領域的應用硏究已有許多文獻報道。在催化菠萝蜜视频网站入口地址化中,一些以過渡金屬氧化物為活性組分的納米催化劑,比如Co3O4、Fe2O3、TiO ZnO等取得了較好的催化效果。
3 活性炭
活性炭是由微小結晶和非結晶部分混合組成的碳素物質,活性炭表麵含有大量的酸性或堿性基團,這些酸性或堿性基團的存在,特別是羥基、酚羥基的存在使活性炭不僅具有吸附能力,而且還具有催化能力。
菠萝蜜视频网站入口地址/活性炭協同作用過程中,在活性炭的吸附作用下使菠萝蜜视频网站入口地址加速變成羥基自由基,從而提高氧化效率。活性炭作為催化劑與金屬氧化物作為催化劑進行催化菠萝蜜视频网站入口地址化的不同之處在於對菠萝蜜视频网站入口地址的分解機理不同:活性炭表麵的路易斯堿起主要作用;而金屬氧化物表麵的路易斯酸是催化過程的活性點。另外,對活性炭催化體係而言,活性炭表麵的吸附性能起較大作用,所以菠萝蜜视频网站入口地址化降解效率受介質酸堿性影響較大。
雖然菠萝蜜视频网站入口地址催化劑效果很好,但未來還要對實際水廠中使用時的方式、催化劑安全評價、催化劑在不同水質狀況下的使用壽命、同步控製溴酸鹽等菠萝蜜视频网站入口地址氧化副產物等問題展開大量中試性研究,為飲用水安全保障做好技術儲備工作!