Koľko viete o ozónovom katalyzátore?

Technológia katalytickej oxidácie ozónu je pokročilá oxidačná technológia, ktorá využíva katalyzátory na generovanie voľných hydroxylových skupín na zlepšenie degradácie žiaruvzdorných organických látok vo vode. Jeho schopnosti redukcie uhlíka a odfarbovania sú výrazne vyššie ako pri jednoduchej oxidácii ozónom. Má vlastnosti vysokej účinnosti degradácie a šetrnosti k životnému prostrediu a jeho cena je tiež nižšia ako jednoduchá oxidácia ozónom, ktorá postupne pritiahla pozornosť a stala sa jedným z výskumných hotspotov a má dobré vyhliadky na uplatnenie v oblasti pokročilého čistenia priemyselných odpadových vôd.

Technológiu katalytickej ozonizácie možno rozdeliť na homogénnu katalytickú oxidáciu ozónom s použitím kovových iónov a peroxidu vodíka ako katalyzátorov a pomocou pevného kovu, oxidu kovu alebo kovu alebo oxidu kovu naneseného na nosič podľa rôznych fázových stavov použitých katalyzátorov. Katalyzátorová heterogénna ozónová katalytická oxidácia. Homogénne ozónové katalyzátory majú rovnomernú distribúciu a vysokú katalytickú aktivitu, ale ťažko sa recyklujú a ľahko spôsobujú sekundárne znečistenie. Väčšina výskumníkov preto venovala väčšiu pozornosť heterogénnym ozónovým katalyzátorom, ktoré sú recyklovateľné, ekonomické a ekologické. Pri heterogénnej ozónovej katalytickej oxidácii katalyzátor existuje v pevnom stave a získava sa nanesením aktívnych zložiek s katalytickou schopnosťou na nosič katalyzátora. Aktívna zložka má katalytický účinok a nosič katalyzátora má adsorpčný účinok. Aktívne zložky sa delia hlavne do troch kategórií: prvky drahých kovov, lacné prvky prechodných kovov (Mn, Fe, Cu atď.) a hojne sa vyskytujúce prvky vzácnych zemín (Ce, La atď.). Použitie drahých kovov je obmedzené kvôli ich vysokej cene. V súčasnosti sa používajú najmä lacné. Prechodné kovy a ich oxidy.

Spôsob výroby heterogénnych ozónových katalyzátorov, ktoré sa v súčasnosti používajú na úpravu žiaruvzdorných odpadových vôd, vo všeobecnosti využíva metódu mechanického miešania, metódu impregnácie, metódu zrážania a metódu horúcej taveniny. Medzi nimi má metóda mechanického miešania s použitím pevného oxidu kovu výhody jednoduchej obsluhy a je vhodná na veľkosériovú výrobu. Pretože heterogénne ozónové katalyzátory vo všeobecnosti podporujú prechodné kovy a kovy vzácnych zemín ako katalyticky aktívne zložky na nosiči, obsah jeho katalyticky aktívnych zložiek a počet aktívnych miest sú kľúčom k určeniu jeho katalytickej účinnosti.

V súčasnosti existuje mnoho typov heterogénnych katalyzátorov, ale katalytické účinky sú v praktických aplikáciách nerovnomerné. Väčšina ozónových katalyzátorov na trhu existuje vo forme práškov a granúl, čo môže spôsobiť zvýšenú odolnosť lôžka, zhoršený prenos tepla, straty katalyzátorom, vysoké náklady na spracovanie katalyzátora, ťažkosti s recykláciou a sekundárne znečistenie, ktoré obmedzuje ich použitie. Aplikácie v oblasti pokročilého čistenia v čističkách odpadových vôd a priame aplikácie v priemysle. Len tvarovaním prášku katalyzátora tak, aby mal určitý tvar, pevnosť v tlaku a odolnosť proti opotrebeniu, sa dá lepšie použiť v skutočnom priemysle. V procese heterogénnej ozónovej katalytickej oxidácie odpadových vôd sú súčasné priemyselné heterogénne ozónové katalyzátory väčšinou sférické pevné častice s veľkosťou 2 až 5 mm a hustota katalyzátora je oveľa väčšia ako hustota vody. Aby sa zlepšil prenos hmoty medzi plynnou, kvapalnou a pevnou fázou, je potrebný nútený obeh kvapaliny Fluidizácia častíc katalyzátora spotrebováva energiu a zvyšuje prevádzkové náklady ozónovej technológie. Ak je možné vyvinúť ozónový katalyzátor s hustotou blízkou hustote vody, pevný katalyzátor môže byť fluidizovaný poskytnutím menšieho výkonu, čo výrazne zníži náklady na prevádzku odpadových vôd.

Vedecký a technologický výskumný a vývojový tím spojil relevantný výskum s cieľom vyvinúť mechanizmus katalytického ozónu využívajúci rôzne alkalické skupiny na povrchu aktívneho uhlia ako aktívne miesta. Aktívne uhlie ťaží zo svojho veľkého špecifického povrchu a veľkého množstva funkčných skupín na jeho povrchu. Tieto skupiny pôsobia nielen ako iniciátory ·OH v mechanizme reťazovej reakcie, ale slúžia aj ako adsorpčné miesta pre organickú hmotu na urýchlenie procesu prenosu hmoty. Organická kombinácia plneného kovu a uhlíkového nosiča zvyšuje fyzikálnu pevnosť, znižuje opotrebenie katalyzátora počas procesu trenia plyn/kvapalina a kolízie častíc a zachováva štrukturálnu integritu v najväčšom rozsahu. Preto má tento typ katalyzátora veľkú propagačnú hodnotu.