さまざまな活性成分に基づいて、不均一触媒は金属およびその塩、金属酸化物、および複合金属酸化物触媒に分類できます。形状に基づいて、球形、短い円柱形、ハニカム形に分類できます。製造プロセスに基づいて、サポートを使用するものとサポートを使用しないものに分類できます。
固体不均一触媒は触媒の損失を大幅に防ぎ、廃水からの分離が容易で、優れた活性、優れた安定性、短い処理プロセスなどの利点を備えています。
しかし、不均一な触媒相間では物質移動があり、廃水中の浮遊固体や反応中間体によって触媒粒子がコーティングまたはブロックされ、失活につながる可能性があります。
I. 触媒の種類
(1) 金属/担持触媒
不均一系接触酸化技術では、活性が高く、寿命が長く、適応性が高い貴金属触媒が広く使用されています。 P、Pd、Ruなどの貴金属を活性成分として作製した触媒は、適合する炭化水素吸着サイトだけでなく酸素吸着サイトも多数有しており、表面反応の進行に伴って急速に酸素活性化と炭化水素吸着が起こります。分散性を向上させ、金属の使用量を減らすために、Al3O2、SiO2、活性炭、TiO2、CeO2、ZrO2 などの比表面積の高い担体に金属を担持させるために含浸がよく行われます。
(2) 金属酸化物・担持触媒
接触酸化プロセスにおける触媒の選択には、溶液の特性、触媒の触媒能力、水中での熱安定性など、多くの要素を考慮する必要があります。中でも金属酸化物は安定性が高く、活性が良いため高く評価されています。
安定性に基づいて、触媒は次のように分類できます。 1. 酸化チタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなど、高酸化条件下で最も安定な酸化物。 2. 酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化鉛などの適度な安定性を有する酸化物。 3. 不安定な高酸化-状態の酸化物および貴金属（プラチナ、パラジウム、ルテニウム、金など）。
(3) 複合酸化物・担持触媒
複合酸化物触媒は、触媒活性制御の相補的原理に基づいて、より高い触媒活性を達成することが期待されています。相乗効果により触媒活性が向上し、活性成分の溶解が抑制されます。たとえば、CoO、CuO、または NiO と Fe(III)、Pt、または Ru の酸化物との組み合わせは効果的な酸化触媒です。
II 触媒の選択基準
(1) 触媒の選択
触媒を選択する場合、一般に次の特性を持つ触媒を使用する必要があります。
1. 酸化速度が速く、相接触が良好なため、反応が促進されます。
2. 非選択的で完全な酸化が可能。
3. 高温の酸性溶液中での安定した物理化学的性質。
4. 高温下での活性が高く寿命が長く、毒に対して鈍感です。
5. 高い機械的強度と耐摩耗性。
(2) 触媒サポートの選択
触媒担体粒子の組成に基づいて、粒子担体、粗粒担体、基材の 3 つのタイプに大別できます。{0}
触媒を使用するときは、通常、次の点が考慮されます。
1. 化学組成と分散;
2. 表面の物理化学的特性-多孔性、吸着性、電気化学的および機械的特性;
充填できる活物質の厚さと量、４．
4. 比強度と安定性。
5. 化学的安定性;
6. 耐摩耗性、硬度、圧縮強度；
7. 触媒反応への参加。
III 触媒失活の原因
触媒は、高い活性と良好な選択性に加えて、優れた機械的強度と安定性も備えていなければならず、安定性は活性を低下させる能力に影響します。
一定期間使用すると、主に触媒材料の損失とコーキングにより触媒が失活します。
触媒の損失は不活性化の主な原因です。この損失は主に pH の影響を受け、有効成分が溶解します。実験研究では、廃水の pH が液相の有機物の酸化に大きな影響を与えることが示されています。
例えば、不均一系オゾン触媒は、酸性条件下では低い反応速度と高い失活速度を示します。触媒の損失は pH 7 で最小限になります。pH が 7 より大きく 9 未満の場合、触媒の損失は発生しません。しかし、pH が 10 を超えると、反応速度は低いままになります。したがって、pH 値を調整すると、触媒の損失を軽減または防止できます。
触媒のコークス化も失活の主な原因であり、触媒汚れ失活としても知られています。これは主に、反応中に生成される炭素、窒素、その他の物質が触媒表面に堆積することによって引き起こされます。工学的応用により、一部の不均一触媒は特定の時間枠内で高い分解率を示し、その後失活することが確認されています。触媒表面のエネルギー光電気化学クロマトグラフィー (ESCA) 分析により、炭素の堆積が明らかになり、これが液相の反応物質と触媒表面の接触を妨げ、失活につながります。