臭氧催化劑作為一種特殊的催化材料,能夠有效促進(jìn)臭氧的分解過程并使其轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì),在空氣凈化、廢氣處理、水處理以及有機(jī)合成等多個(gè)領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。在空氣凈化場景中,該催化劑可實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體及異味物質(zhì)的高效去除;而在污水處理領(lǐng)域,它既能通過催化作用使臭氧將水中的有機(jī)物直接氧化為二氧化碳和水,也能將大分子有機(jī)物氧化分解為小分子物質(zhì),從而顯著提升污染物的可降解性。
其作用機(jī)制主要是借助催化劑表面的活性位點(diǎn),促使臭氧分解為氧分子和羥基自由基,這些活性物質(zhì)進(jìn)而參與化學(xué)反應(yīng),最終實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)向無害物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。
在實(shí)際應(yīng)用過程中,如何對(duì)臭氧催化劑的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)并完成選型工作至關(guān)重要。臭氧催化劑的性能評(píng)價(jià)體系主要涵蓋活性、選擇性、穩(wěn)定性和抗中毒性等核心指標(biāo),這些指標(biāo)可通過實(shí)驗(yàn)室測試與工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合評(píng)估。
關(guān)于臭氧催化劑的選型,需從應(yīng)用目的出發(fā)進(jìn)行考量:
在選型時(shí),以下幾個(gè)關(guān)鍵維度需重點(diǎn)關(guān)注:
高比表面積特性
應(yīng)根據(jù)廢水中污染物成分,挑選具有高親和吸附容量的基材作為臭氧催化劑。當(dāng)廢水與催化劑接觸時(shí),有機(jī)物會(huì)優(yōu)先在催化劑表面富集,隨后通入的臭氧可在催化劑表面實(shí)現(xiàn)高效傳質(zhì)與氧化反應(yīng)。由于有機(jī)物的富集效應(yīng),其降解速度更快、更徹底,能夠大幅提升化學(xué)需氧量(COD)的去除率。
活性成分均勻分布
市場上部分臭氧催化劑僅在表面負(fù)載活性材料,因此應(yīng)選擇內(nèi)外均勻分布高效催化活性成分的產(chǎn)品。均勻分布的活性成分可降低有機(jī)化合物氧化分解的活化能,促使臭氧分子在催化劑作用下更易分解并產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基,從而顯著提高臭氧的氧化能力、反應(yīng)速度及轉(zhuǎn)化率,減少尾氣中殘余臭氧含量。
高溫?zé)Y(jié)穩(wěn)定性
優(yōu)質(zhì)的臭氧催化劑需選用多種高效活性金屬氧化物及單質(zhì)作為催化材料,并采用立體構(gòu)架技術(shù),在高溫條件下增加微孔數(shù)量并優(yōu)化其分布均勻性。此類催化劑具有不易脫粉、壽命長的特點(diǎn),同時(shí)具備更高的比表面積和活性表面,可最大限度提升臭氧的氧化效率。
以科力邇科技研發(fā)的非均相臭氧催化劑為例,該產(chǎn)品采用多種過渡金屬氧化物和貴金屬作為催化組分,通過催化劑加載技術(shù)與分段精準(zhǔn)溫控?zé)Y(jié)工藝,在保證催化活性和高強(qiáng)度的同時(shí)降低了活性組分的流失率;其特殊微孔成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高比表面積,使催化劑負(fù)載效果優(yōu)異,催化反應(yīng)速率與效率顯著提升;催化劑載體的超親水性使其不易發(fā)生污染、結(jié)垢和堵塞問題,氧化效率較傳統(tǒng)臭氧催化氧化技術(shù)提升 2-5 倍,展現(xiàn)出極佳的適應(yīng)性和催化活性。目前,該技術(shù)已在煤化工廢水、煉油石化廢水、垃圾滲濾液等領(lǐng)域的 COD 去除中得到廣泛應(yīng)用,并取得了顯著的處理效果。

科力邇臭氧催化劑主要性能指標(biāo)
實(shí)驗(yàn)室測試數(shù)據(jù)顯示,采用自研的 A20 催化劑對(duì)某 MBR 出水進(jìn)行催化氧化實(shí)驗(yàn)時(shí),進(jìn)水 COD 為 686.5mg/L,經(jīng)過 20 分鐘的臭氧催化氧化處理后,出水 COD 可降至 334.3mg/L,COD 去除率達(dá)到 51.31%。