Koliko znate o ozonskom katalizatoru?

Tehnologija ozonske katalitičke oksidacije je napredna tehnologija oksidacije koja koristi katalizatore za stvaranje slobodnih hidroksilnih skupina kako bi se poboljšala razgradnja vatrostalne organske tvari u vodi. Njegove sposobnosti smanjenja ugljika i obezbojenja znatno su veće od onih kod jednostavne oksidacije ozonom. Ima karakteristike visoke učinkovitosti razgradnje i prihvatljivosti za okoliš, a cijena mu je također niža od Jednostavna oksidacija ozona postupno je privukla pozornost i postala jedno od žarišta istraživanja te ima dobre izglede za primjenu u području napredne obrade industrijskih otpadnih voda.

Tehnologija katalitičkog ozoniranja može se podijeliti na homogenu katalitičku oksidaciju ozonom koja koristi metalne ione i vodikov peroksid kao katalizatore i korištenje čvrstog metala, metalnog oksida ili metala ili metalnog oksida nanesenog na nosač prema različitim faznim stanjima korištenih katalizatora. Katalizator heterogena ozonska katalitička oksidacija. Homogeni ozonski katalizatori imaju jednoliku distribuciju i visoku katalitičku aktivnost, ali ih je teško reciklirati i lako uzrokuju sekundarno onečišćenje. Stoga je većina istraživača više pažnje posvetila heterogenim ozonskim katalizatorima koji se mogu reciklirati, ekonomični su i ekološki prihvatljivi. U heterogenoj katalitičkoj oksidaciji ozonom, katalizator postoji u krutom stanju i dobiva se unošenjem aktivnih komponenti s katalitičkom sposobnošću na nosač katalizatora. Aktivna komponenta ima katalitički učinak, a nosač katalizatora ima adsorpcijski učinak. Aktivne komponente se uglavnom dijele u tri kategorije: elementi plemenitih metala, jeftini elementi prijelaznih metala (Mn, Fe, Cu, itd.) i elementi rijetkih zemalja u izobilju (Ce, La, itd.). Primjena plemenitih metala ograničena je zbog njihove visoke cijene. Trenutno se uglavnom koriste jeftini. Prijelazni metali i njihovi oksidi.

Metoda proizvodnje heterogenih ozonskih katalizatora koja se trenutno koristi za obradu vatrostalnih otpadnih voda općenito prihvaća metodu mehaničkog miješanja, metodu impregnacije, metodu taloženja i metodu vrućeg taljenja. Među njima, metoda mehaničkog miješanja koja koristi kruti metalni oksid ima prednosti jednostavnog rada i prikladna je za proizvodnju velikih serija. Budući da heterogeni ozonski katalizatori općenito podržavaju prijelazne metale i metale rijetke zemlje kao katalitički aktivne komponente na nosaču, sadržaj njegovih katalitički aktivnih komponenti i broj aktivnih mjesta ključni su za određivanje njihove katalitičke učinkovitosti.

Trenutno postoje mnoge vrste heterogenih katalizatora, ali katalitički učinci su neujednačeni u praktičnim primjenama. Većina ozonskih katalizatora na tržištu postoji u obliku praha i granula, što može uzrokovati povećanu otpornost sloja, pogoršan prijenos topline, gubitke u katalizatoru, visoke troškove obrade katalizatora, poteškoće u recikliranju i sekundarno onečišćenje, što ograničava njihovu upotrebu. Primjene u području napredne obrade u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda i izravne primjene u industriji. Samo oblikovanjem praha katalizatora da ima određeni oblik, tlačnu čvrstoću i otpornost na trošenje može se bolje koristiti u stvarnoj industriji. U procesu heterogene ozonske katalitičke oksidacije otpadnih voda, trenutni industrijski heterogeni ozonski katalizatori su uglavnom sferne čvrste čestice od 2 do 5 mm, a gustoća katalizatora je puno veća od gustoće vode. Kako bi se poboljšao prijenos mase između plinovite, tekuće i krute faze, potrebna je prisilna cirkulacija tekućine. Fluidizacija čestica katalizatora troši energiju i povećava operativne troškove ozonske tehnologije. Ako se može razviti ozonski katalizator s gustoćom bliskom gustoći vode, kruti katalizator može se fluidizirati davanjem manje energije, što će uvelike smanjiti troškove rada s otpadnom vodom.

Znanstveni i tehnološki tim za istraživanje i razvoj kombinirao je relevantna istraživanja kako bi razvio mehanizam katalitičkog ozona koristeći različite alkalne skupine na površini aktivnog ugljena kao aktivna mjesta. Aktivni ugljen ima koristi od svoje velike specifične površine i obilja funkcionalnih skupina na svojoj površini. Ove skupine ne djeluju samo kao ·OH inicijatori u mehanizmu lančane reakcije, već služe i kao adsorpcijska mjesta za organsku tvar kako bi se ubrzao proces prijenosa mase. Organska kombinacija opterećenog metala i nosača ugljika povećava fizičku čvrstoću, smanjuje trošenje i habanje katalizatora tijekom procesa trenja plin/tekućina i sudaranja čestica te u najvećoj mjeri održava strukturni integritet. Stoga ova vrsta katalizatora ima veliku promotivnu vrijednost.