臭氧催化劑在使用的時候，主要應用在廢水處理等行業(yè)中，是近年來污水處理領(lǐng)域內(nèi)的應用熱點，那么它在使用時具體有什么作用呢？

臭氧催化劑的作用是什么？

吸附富集：高比表面積、吸附容量高的催化劑，當廢水與催化劑接觸時，水中的有機物首先被富集在催化劑表面，當臭氧氧化時，作用于表面有機物的幾率更高，臭氧氧化效率提高。

催化活化：臭氧催化劑具有催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在催化劑的作用下易于分解產(chǎn)生如羥基自由基之類有高氧化性的自由基，從而提高臭氧的氧化效率。

吸附和活化協(xié)同作用：催化劑既能吸附水中有機污染物，同時又能催化活化臭氧分子，產(chǎn)生大量氧化活性的自由基，在這類催化劑表面，有機污染物的吸附和氧化劑的活化協(xié)同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果。

多相臭氧催化劑主要利用多種金氧化物及金屬單質(zhì)為活性催化材料，采用立體構(gòu)架技術(shù)，在高溫條件下提高微孔數(shù)量和分布均勻度，獲得更高的比表面積。限度提高臭氧氧化效率，同樣氧化條件下，臭氧氧化效率提高30―60%，同樣去除率情況下，節(jié)約臭氧投加30%以上。

據(jù)悉，臭氧在工業(yè)廢水處置中應用非常普遍，水溶液中臭氧與有機物的作用主要有兩種途徑：一種是臭氧分子的直接氧化作用；另一種是臭氧被合成后產(chǎn)生·OH羥基自在基強氧化作用。

傳統(tǒng)的臭氧氧化技術(shù)以直接氧化為主，傳質(zhì)效果差、較高的選擇性、臭氧應用率低、投資與運轉(zhuǎn)本錢昂揚。

臭氧催化氧化技術(shù)是在氧化體系內(nèi)參加過渡金屬離子，可以對臭氧氧化產(chǎn)生明顯的催化效果，能夠催化臭氧在水中的自合成，增加水中產(chǎn)生的·OH濃度，從而進步臭氧氧化效果。

目前，催化臭氧工藝分為兩品種型：均相臭氧氧化和非均相臭氧氧化。均相臭氧氧化是指在水中參加一些溶解性的過渡金屬離子以到達催化臭氧氧化的效果。非均相臭氧催化的催化劑以固態(tài)方式存在，易于別離，流程簡單，既防止了催化劑的流失，也降低了水的處置本錢。

非均相催化臭氧工程中常用的催化劑主要有：金屬氧化物和復合金屬氧化物;負載在載體上的金屬氧化物；負載在載體上的金屬；活性炭或以活性炭為載體的催化劑；多孔資料等。

其中過度金屬系列氧化物由于價錢相對廉價，原料易得，催化活性高而應用普遍。如鈦氧化物、鐵氧化物、錳氧化物、鋁氧化物、鋅氧化物、銅氧化物、鎳氧化物等。

目前我們研究的有兩種臭氧相關(guān)催化劑，一種為臭氧分解催化劑，一種為臭氧氧化催化劑。

前者的作用是分解臭氧，原理可簡單理解為催化劑加速臭氧半衰期的，使臭氧分解速率大幅增加從而達到短時間內(nèi)迅速去除臭氧的目的。后者氧化催化劑的作用是用于消除VOCs，同時具備消除臭氧。其原理是利用具備臭氧發(fā)生能力的廢氣處理設(shè)備所產(chǎn)生的二次臭氧與廢氣在催化劑上發(fā)生反應，催化劑具有選擇性地捕捉廢氣當中的氣體成分從而與設(shè)備本身的臭氧進行反應，除了提高廢氣凈化效率之外，還可實現(xiàn)臭氧污染的資源化利用。此法凈化效率較傳統(tǒng)無催化法設(shè)備要提高40%以上。

　臭氧是氧的同素異形體，含有三個氧原子。臭氧在常溫常壓下為淡藍色氣體，在水中的溶解度為9.2mlO3/L，高于氧氣(42.87mg/L)。當水中溶解濃度高于20毫克/升時，為紫藍色。臭氧氧化性強，氧化還原電位為2.07V，僅低于單質(zhì)中的F2(3.06V)。臭氧催化劑可以將廢水中殘留的大分子、長鏈、難生物降解的有機物直接礦化為二氧化碳和水，部分分解為小分子、易生物降解的物質(zhì)，從而破壞不可生物降解有機物的結(jié)構(gòu)，降低毒性，提高B/C比，從而保證后續(xù)生化方法的處理效果。

臭氧廣泛應用于工業(yè)廢水處理。臭氧與水溶液中有機物的相互作用主要有兩種方式:一種是臭氧分子的直接氧化;另一種是臭氧分解后OH羥基自由基的強烈氧化。

傳統(tǒng)的臭氧氧化技術(shù)主要是直接氧化，傳質(zhì)效果差，選擇性高，臭氧利用率低，投資和運行成本高。

臭氧催化劑氧化技術(shù)是在氧化體系中加入過渡金屬離子，可以對臭氧氧化產(chǎn)生明顯的催化作用，催化臭氧在水中的自分解，增加水中產(chǎn)生的OH濃度，從而提高臭氧氧化效果。

目前，催化臭氧氧化過程可分為兩種類型:均相臭氧氧化和非均相臭氧氧化。均相臭氧氧化是指在水中加入一些可溶性過渡金屬離子，達到催化臭氧氧化的效果。多相臭氧催化催化劑以固體形式存在，易于分離，工藝簡單，不僅避免了催化劑的損失，而且降低了水處理成本。

非均相催化臭氧工程中常用的催化劑主要有:金屬氧化物和復合金屬氧化物;負載在載體上的金屬氧化物;支撐在載體上的金屬;活性炭或以活性炭為載體的催化劑;多孔材料等。

其中，過量的金屬系列氧化物因其價格相對低廉、原料易得、催化活性高而得到廣泛應用。如氧化鈦、氧化鐵、氧化錳、氧化鋁、氧化鋅、氧化銅、氧化鎳等。

在多相催化臭氧化系統(tǒng)中，通常有三種可能的反應機理:

臭氧化學吸附在催化劑表面，形成活性物質(zhì)，然后與溶液中的有機物質(zhì)反應。這種活性物質(zhì)可能是oh或其他形式的氧。

有機分子通過化學鍵吸附在催化劑表面，進一步與臭氧發(fā)生氣相或液相反應。首先，有機物會很快吸附在催化劑載體上，載體表面的氧化物會與它形成一些螯合物，然后這些螯合物會被臭氧和OH氧化。

臭氧和有機分子同時吸附在催化劑表面(復合作用)，然后發(fā)生反應。從被還原的催化劑開始，臭氧會氧化金屬，臭氧對被還原金屬的反應會產(chǎn)生OH。有機物會吸附在氧化的催化劑上，然后通過電子轉(zhuǎn)移反應被氧化，從而再次產(chǎn)生還原的催化劑。有機物會很容易從催化劑上脫附，然后進入本體溶液，或者被OH和臭氧氧化。

臭氧催化劑的特性。

通過大量試驗和工程應用，篩選出催化劑載體和活性組分，采用大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)方式，保證合成的催化劑具有高機械強度和長使用壽命。多孔材料為催化劑提供了巨大的比表面積，這使得催化反應在單位時間內(nèi)更加有效。

該催化劑的活性組分主要是活性過渡金屬/氧化物，具有與載體材料相似的性能和高的粘附強度;同時，通過高溫燒結(jié)成型，保證了活性組分的高利用率，解決了均相催化體系中催化劑的定期添加和催化劑損失率的問題，防止了二次污染。

將該催化劑用于臭氧催化氧化反應，可以顯著提高臭氧與污染物的反應速率，有效降低處理成本。使用我們的臭氧氧化塔設(shè)備，臭氧用量可減少30%以上，臭氧利用率可達98%以上。以化工廢水預處理和印染廢水深度處理為例，與常規(guī)方法相比，所需添加的臭氧量可減少30%，噸水運行成本也可降低30%