不同臭氧催化劑反應(yīng)的影響
對(duì)于擁有特殊價(jià)電子結(jié)構(gòu)的過(guò)渡金屬元素，它們的d軌道未排滿，既可以作為親核試劑提供孤對(duì)電子，又可以作為親電試劑提供空軌道，因此具有很強(qiáng)的催化性能。相關(guān)的研究[10-12]發(fā)現(xiàn)，過(guò)渡金屬氧化物對(duì)臭氧具有較為明顯的催化作用。在COD為500 mg·L-1，進(jìn)料pH為6.63，催化劑用量2 mg·L-1，反應(yīng)溫度20 ℃，反應(yīng)時(shí)間150 min，臭氧濃度60 mg·L-1，氣體流量1 L·min-1條件下，每30 min取一次樣，考察不同催化劑對(duì)水樣COD和TOC去除率的影響如圖 4和5所示。
圖 4 不同催化劑對(duì)COD去除率的影響
圖 5 不同催化劑對(duì)TOC去除率的影響
從圖 4可以看出，不同反應(yīng)體系下水樣COD的去除率增勢(shì)均在反應(yīng)時(shí)間60 min時(shí)趨于平緩，水樣COD的去除率從大到小排列為：O3/多組分催化劑 > O3/Fe2O3催化劑 > O3，分別對(duì)應(yīng)88.29%，82.60%和70.75%。與無(wú)催化劑O3氧化體系相比，O3/多組分催化劑體系和O3/Fe2O3催化劑體系對(duì)水樣COD去除率分別增加了15.87%和11.72%。
從圖 5可以看出，不同反應(yīng)體系下水樣TOC的去除率增勢(shì)均在反應(yīng)時(shí)間90 min時(shí)趨于平緩，水樣TOC的去除率從大到小排列為：O3/多組分催化劑 > O3/Fe2O3催化劑 > O3，分別為85.39%，68.49%和54.89%。與無(wú)催化劑O3氧化體系相比，O3/多組分催化劑體系和O3/Fe2O3催化劑體系對(duì)水樣TOC去除率分別增加了30.50%和13.60%。這是由于催化劑除了自身對(duì)水樣中的有機(jī)物具有一定吸附作用并能利用間隙分割臭氧氣泡使其變小從而增加氣液混合程度，還可以與臭氧、水樣形成非均相催化氧化體系，增加臭氧在水中分解產(chǎn)生的羥基自由基數(shù)量，從而促進(jìn)水樣深度氧化。多組分催化劑相較于Fe2O3催化劑，多了鈷、銅、錳的氧化物，能夠進(jìn)一步促進(jìn)臭氧分解反應(yīng)；可能含有p型氧化物，p型氧化物較之n型金屬氧化物的氧吸附量更大，且吸附的O3、O2會(huì)電離成O-、O2-和OH-，使陰離子物質(zhì)趨于穩(wěn)定，對(duì)臭氧分解反應(yīng)更有活性[13-15]。
綜合3種催化氧化體系對(duì)水樣COD和TOC去除效果考慮，選用多組分催化劑為本實(shí)驗(yàn)催化劑。
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