Kui palju te teate osoonikatalüsaatorist?

Osooni katalüütiline oksüdatsioonitehnoloogia on täiustatud oksüdatsioonitehnoloogia, mis kasutab katalüsaatoreid vabade hüdroksüülrühmade genereerimiseks, et tõhustada vees oleva tulekindla orgaanilise aine lagunemist. Selle süsiniku redutseerimise ja värvitustamise võimalused on oluliselt paremad kui lihtsal osooni oksüdatsioonil. Sellel on kõrge lagunemistõhusus ja keskkonnasõbralikkus ning selle maksumus on madalam kui Lihtne osooni oksüdatsioon on järk-järgult äratanud tähelepanu ja muutunud üheks uurimistööpunktiks ning sellel on head rakendusväljavaated tööstusliku reovee täiustatud puhastamise valdkonnas.

Katalüütilise osoonimise tehnoloogia võib jagada homogeenseks osooni katalüütiliseks oksüdeerimiseks, kasutades katalüsaatoritena metalliioone ja vesinikperoksiidi ning kasutades kandjale kantud tahket metalli, metalloksiidi või metalli või metalloksiidi vastavalt kasutatavate katalüsaatorite erinevatele faasiolekutele. Katalüsaatori heterogeenne osoon katalüütiline oksüdatsioon. Homogeensetel osoonikatalüsaatoritel on ühtlane jaotus ja kõrge katalüütiline aktiivsus, kuid neid on raske ringlusse võtta ja need põhjustavad kergesti sekundaarset reostust. Seetõttu on enamik teadlasi pööranud rohkem tähelepanu heterogeensetele osoonkatalüsaatoritele, mis on taaskasutatavad, ökonoomsed ja keskkonnasõbralikud. Heterogeense osooni katalüütilise oksüdatsiooni korral eksisteerib katalüsaator tahkes olekus ja saadakse katalüütilise võimega aktiivsete komponentide laadimisel katalüsaatorikandjale. Aktiivsel komponendil on katalüütiline toime ja katalüsaatorikandjal on adsorptsiooniefekt. Aktiivsed komponendid jagunevad peamiselt kolme kategooriasse: väärismetallielemendid, odavad siirdemetallielemendid (Mn, Fe, Cu jt) ja ohtralt esinevad haruldaste muldmetallide elemendid (Ce, La jne). Väärismetallide kasutamine on piiratud nende kõrge hinna tõttu. Praegu kasutatakse peamiselt odavaid. Siirdemetallid ja nende oksiidid.

Praegu tulekindla reovee töötlemiseks kasutatavate heterogeensete osoonkatalüsaatorite tootmismeetodis kasutatakse üldiselt mehaanilist segamismeetodit, immutusmeetodit, sadestamismeetodit ja kuumsulatusmeetodit. Nende hulgas on tahket metalloksiidi kasutaval mehaanilisel segamismeetodil lihtsa töö eelised ja see sobib suuremahuliseks partiitootmiseks. Kuna heterogeensed osoonkatalüsaatorid toetavad kandjal üldiselt siirdemetalle ja haruldasi muldmetalle kui katalüütiliselt aktiivseid komponente, on selle katalüütiliselt aktiivsete komponentide sisaldus ja aktiivsete kohtade arv selle katalüütilise efektiivsuse määramisel võtmetähtsusega.

Praegu on heterogeenseid katalüsaatoreid mitut tüüpi, kuid katalüütiline toime on praktilistes rakendustes ebaühtlane. Enamik turul olevaid osoonkatalüsaatoreid on pulbrite ja graanulite kujul, mis võib põhjustada suuremat kihikindlust, halvendada soojusülekannet, katalüsaatori kandmise kadusid, kõrgeid katalüsaatori töötlemise kulusid, ringlussevõtu raskusi ja sekundaarset reostust, mis piirab nende kasutamist. Rakendused täiustatud puhastamise valdkonnas reoveepuhastites ja otsesed rakendused tööstuses. Ainult kujundades katalüsaatoripulbrit teatud kuju, survetugevuse ja kulumiskindlusega, saab seda tegelikus tööstuses paremini kasutada. Reovee heterogeense osooni katalüütilise oksüdeerimise protsessis on praegused tööstuslikud heterogeensed osoonikatalüsaatorid enamasti sfäärilised tahked osakesed suurusega 2–5 mm ja katalüsaatori tihedus on palju suurem kui vees. Gaasi-, vedel- ja tahkefaasi vahelise massiülekande parandamiseks on vajalik vedeliku sundringlus Katalüsaatorosakeste vedeldamine kulutab energiat ja suurendab osoonitehnoloogia tegevuskulusid. Kui on võimalik välja töötada osoonkatalüsaator, mille tihedus on lähedane vee tihedusele, saab tahket katalüsaatorit keevkihistada, pakkudes vähem võimsust, mis vähendab oluliselt reovee käitamise kulusid.

Teaduse ja tehnoloogia uurimis- ja arendusmeeskond ühendas asjakohased uuringud, et töötada välja katalüütiline osoonimehhanism, kasutades aktiivsöe pinnal erinevaid leeliselisi rühmi. Aktiivsüsi saab kasu selle suurest eripinnast ja rohketest funktsionaalrühmadest selle pinnal. Need rühmad ei toimi mitte ainult ·OH initsiaatoritena ahelreaktsiooni mehhanismis, vaid toimivad ka orgaanilise aine adsorptsioonikohtadena, et kiirendada massiülekande protsessi. Koormatud metalli ja süsinikukandja orgaaniline kombinatsioon suurendab füüsilist tugevust, vähendab katalüsaatori kulumist gaasi/vedeliku hõõrdumise ja osakeste kokkupõrke käigus ning säilitab konstruktsiooni terviklikkuse suurimal määral. Seetõttu on seda tüüpi katalüsaatoritel suur reklaamiväärtus.