Heterogen katalytisk ozonering:En lovende metode til vandrensning

Heterogen katalytisk ozonering (HCO) er blevet undersøgt i vid udstrækning til vandrensning. Forskere fra Institute of Process Engineering (IPE) fra det kinesiske videnskabsakademi og China University of Petroleum (Beijing) gennemgik mekanismerne for HCO og leverede en systematisk og state-of-art analyse af dette område. Dette værk blev udgivet i Miljøvidenskab og -teknologi .

Selvom der er etableret typiske reaktionsmekanismer for HCO, nogle af dem er kun egnede til specifikke systemer. Divergensen og mangelen i mekanismer hindrer udviklingen af ​​nye aktive katalysatorer.

"Vi sammenlignede de forskellige eksisterende mekanismer og kategoriserede den katalytiske oxidation af HCO i radikal-baserede oxidations- og ikke-radikale oxidationsprocesser med en dybdegående diskussion, forsøger at afklare nogle muligvis forkerte konklusioner og vejlede mekanismestudiet, " sagde Xie Yongbing fra IPE.

I de seneste år, Prof. Xie Yongbing, Prof. Cao Hongbin fra IPE og deres samarbejdspartner syntetiserede en række katalysatorer til HCO, herunder manganoxidbaserede materialer, kulstofbaserede materialer og kompositmaterialer.

Kombinerer intensiv karakterisering af materialestruktur, overfladefunktionelle grupper og katalytisk aktivitet, de foreslog en ny vej til O ₃ nedbrydning og mulige aktive steder. Den udviklede heterogene katalysator og den integrerede teknologi er blevet anvendt i 18 praktiske projekter til industriel spildevandsrensning.

De katalytiske aktive steder og adsorptionsadfærd af ozonmolekyler på katalysatoroverfladen er nøglesporene til yderligere belysning af O ₃ aktiveringsprocesser, udvikling af reaktive oxygenarter (ROS) og organiske oxidationsveje.

Forskere diskuterede flere typer aktive steder og interaktionen med ozonmolekyler.

I øvrigt, forskerne gennemgik forskellige påvisningsmetoder for ROS produceret i begge typer oxidationer og deres roller i ødelæggelsen af ​​organiske stoffer, og påpegede nogle specifikke problemer under ROS-analyse, inklusive scavenger-udvalget, analyse af eksperimentresultater, og nogle tvivlsomme konklusioner opnået i tidligere undersøgelser.

De foreslog også alternative strategier til systematisk undersøgelse af HCO-mekanismen, DFT-beregning og in-situ EPJ-analyse, baseret på deres tidligere undersøgelser.

"Vi mener, at denne gennemgang kan give kritisk indsigt for fremtidige fremskridt inden for katalysatordesign og mekanistiske undersøgelser af HCO-systemer, " sagde Xie.