臭氧水中放入臭氧催化劑后臭氧水濃度下降原因
在臭氧催化氧化實驗中，將臭氧催化劑放入反應(yīng)器后，臭氧水濃度會下降是什么原因呢?臭氧催化劑在臭氧水處理過程中的作用是促進臭氧分解，生成羥基自由基（·OH）等高活性氧化物種，這些物種能夠更有效地礦化有機污染物。然而，當臭氧催化劑加入到臭氧水中時，臭氧水濃度下降的原因可能包括以下幾點：
1. 催化分解：催化劑可以促進臭氧分解，生成羥基自由基等活性物種，這些物種在反應(yīng)過程中會消耗臭氧，導(dǎo)致臭氧濃度下降。
2. 加速傳質(zhì)：催化劑的存在可能會加速臭氧從氣相傳遞到液相的過程，提高臭氧的利用率，從而在短時間內(nèi)消耗更多的臭氧，導(dǎo)致濃度下降。
3. 臭氧散逸：催化劑可能會改變臭氧在水中的分布，增加臭氧的散逸，尤其是在反應(yīng)初期，臭氧的散逸量較大，導(dǎo)致液相中的臭氧濃度下降。
4. 化學(xué)反應(yīng)速率：催化劑的加入可能會加快臭氧與有機物的反應(yīng)速率，使得臭氧在反應(yīng)過程中快速轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，從而導(dǎo)致臭氧濃度下降。
綜上所述，臭氧催化劑的加入通過促進臭氧分解、加速傳質(zhì)、增加臭氧散逸和加快化學(xué)反應(yīng)速率等方式，導(dǎo)致臭氧水濃度下降。這種現(xiàn)象在實際應(yīng)用中可能有助于提高臭氧的利用率和處理效率，但也需要控制好催化劑的用量和反應(yīng)條件，以避免過度消耗臭氧和影響處理效果。
引用
Zhang等利用高比表面積、可折疊的石墨氈(GF)為載體，采用等體積浸漬法制備了MgO/GF催化劑。在中性條件下降解雙酚A(BPA)的過程中發(fā)現(xiàn)，與單獨臭氧化過程相比，加入MgO/GF催化劑可以使BPA和COD的去除率分別增加40.0%和31.6%。通過加入羥基自由基猝滅劑———叔丁醇，間接證明了MgO/GF/O3體系主要遵循羥基自由基的反應(yīng)機理。同時對反應(yīng)過程中溶解臭氧濃度進行檢測，發(fā)現(xiàn)加入催化劑后溶液中的臭氧濃度始終處于較低水平。因此，作者認為MgO/GF可以提高臭氧化效率的原因主要是催化劑表面的堿性位可以促進臭氧分解產(chǎn)生·OH，如下述方程式所述。
式中：MgO/GF－OH表示催化劑表面的堿性位，M代表中間體。
Shen等采用熱分解法制備了一種Mg摻雜ZnO的催化劑(MgZnO)。在中性條件下以異煙肼(INH)為模擬廢水，研究了不同臭氧化過程中INH的去除率。結(jié)果表明，加入MgZnO催化劑之后可以顯著提高臭氧化降解INH的效率。作者分析了不同條件下溶液中溶解臭氧濃度，發(fā)現(xiàn)相同條件下加入MgZnO催化劑后，溶液中的溶液臭氧濃度均會有不同程度的下降。因此推測該催化劑表面存在某些表面活性位點可以誘導(dǎo)臭氧分解為活性氧自由基。
