オゾン触媒酸化技術は、触媒を使用して遊離ヒドロキシル基を生成し、水中の耐火性有機物の分解を促進する高度な酸化技術です。その炭素削減および脱色能力は、単純なオゾン酸化の能力よりも大幅に高くなります。分解効率が高く、環境に優しいという特徴があり、単純なオゾン酸化法よりもコストが低いため、徐々に注目を集め、研究のホットスポットの1つとなり、産業廃水の高度処理の分野での応用の見通しが良好です。
オゾン触媒とは触媒の定義
接触オゾン化技術は、使用する触媒の異なる相状態に応じて、触媒として金属イオンと過酸化水素を使用する均一オゾン接触酸化と、担体に担持された固体金属、金属酸化物または金属または金属酸化物を使用する均一オゾン接触酸化に分けることができます。触媒による不均一オゾン接触酸化。均一系オゾン触媒は分布が均一で触媒活性が高いが、リサイクルが難しく二次汚染を引き起こしやすい。したがって、ほとんどの研究者は、リサイクル可能で経済的で環境に優しい不均一オゾン触媒に注目してきました。不均一系オゾン接触酸化において、触媒は固体状態で存在し、触媒能を有する活性成分を触媒担体に担持させて得られる。活性成分は触媒作用を有し、触媒担体は吸着作用を有する。有効成分は主に貴金属元素、安価な遷移金属元素（Mn、Fe、Cuなど）、豊富な希土類元素（Ce、Laなど）の3つに分類されます。貴金属は価格が高いため、用途が限られています。現在は安価なものが主に使われています。遷移金属およびその酸化物。
オゾン触媒の調製プロセス
現在、耐火物廃水の処理に使用されている不均一系オゾン触媒の製造方法は、機械的混合法、含浸法、沈殿法、ホットメルト法が一般的である。中でも固体金属酸化物を用いた機械混合法は、操作が簡単で大量バッチ生産に適しているという利点がある。一般に不均一系オゾン触媒は触媒活性成分として遷移金属や希土類金属を担体に担持しているため、その触媒活性成分の含有量と活性点の数が触媒効率を決定する鍵となります。
市販されているオゾン触媒の市況
現在、不均一系触媒には多くの種類がありますが、実用化された触媒効果にはばらつきがあります。市場に出回っているオゾン触媒のほとんどは粉末や顆粒の形で存在しており、床抵抗の増加、熱伝達の悪化、触媒担持損失、触媒処理コストの高さ、リサイクルの難しさ、二次汚染を引き起こす可能性があり、その使用が制限されています。下水処理場の高度処理分野での応用と産業での直接応用。触媒粉末を一定の形状、圧縮強度、耐摩耗性を持たせることによってのみ、実際の産業でより適切に使用できるようになります。廃水の不均一オゾン触媒酸化プロセスにおいて、現在の工業用不均一オゾン触媒は、ほとんどが2〜5mmの球形の固体粒子であり、触媒密度は水よりもはるかに大きい。気相、液相、固相間の物質移動を改善するには、液体の強制循環が必要です。触媒粒子の流動化にはエネルギーが消費され、オゾン技術の運用コストが増加します。水に近い密度のオゾン触媒が開発できれば、より少ない電力で固体触媒を流動化できるため、廃水処理コストが大幅に削減できる。
オゾン触媒の技術改良
科学技術研究開発チームは、関連研究を組み合わせて、活性炭表面のさまざまなアルカリ基を活性点として利用する触媒オゾン機構を開発しました。活性炭は、比表面積が大きく、表面に豊富な官能基があるという利点があります。これらの基は、連鎖反応機構において・OH 開始剤として機能するだけでなく、有機物質の吸着サイトとしても機能し、物質移動プロセスを加速します。担持された金属とカーボン担体の有機的な組み合わせにより、物理的強度が向上し、気体/液体の摩擦および粒子衝突のプロセス中の触媒の磨耗が軽減され、構造の完全性が最大限に維持されます。したがって、このタイプの触媒には大きな促進価値があります。