CuO-Ru/Al2O3 催化臭氧化降解苯乙酮的研究

更新时间：2014-02-25 11:22 来源：环境科学作者: 阅读：1949

摘要：采用浸渍法制备了以活性Al2O3为载体的双组分催化剂CuO-Ru/Al2O3，利用该催化剂催化臭氧化降解了苯乙酮。结果表明，贵金属钌掺杂能显著提高CuO/Al2O3催化臭氧化苯乙酮的降解效率，如在相同条件下处理30min后,单独臭氧氧化、CuO/Al2O3/O3和CuO-Ru/Al2O3/O3对苯乙酮水溶液的COD去除率分别为6.3%、20.0%和54.0%.pH对CuO-Ru/Al2O3催化臭氧化降解苯乙酮的效率并没有影响,但与单独臭氧化相比，该催化臭氧化体系更适合在中性或酸性条件下应用。CuO-Ru/Al2O3对水中臭氧有较好的催化分解活性，臭氧分解的速率常数达2.58×10-3s-1，高于二次水中臭氧的分解速率常数1.19×10-3s-1。叔丁醇的试验结果表明，CuO-Ru/Al2O3/O3降解苯乙酮反应遵循羟基自由基(·OH)反应机制。

关键词：CuO-Ru/Al2O3催化剂，苯乙酮，COD，吸附，·OH

随着臭氧化技术在水处理领域的不断普及，人们对臭氧的使用已经积累了丰富经验。在对臭氧化水处理不断得到肯定的同时，人们也认识到了臭氧氧化性的选择性问题，推广应用受到了一定的限制。因此，如何强化臭氧的氧化效率也成了人们研究的热点。催化臭氧化是近些年来发展起来的一种高级氧化技术，其是去除水中难降解有机物的有效方法之一。目前，高效且具有广谱性催化剂的研制是该技术的核心。

在非均相催化臭氧化研究过程中，所报道的催化剂大多为一些过渡金属氧化物，如MnO2、TiO2、Co3O4等，催化剂在成分上比较单一。Lin等在研究液相臭氧的分解过程中发现，贵金属的催化活性要明显高于一般的金属氧化物，而在臭氧化有机物的过程中，Ru也显示了很好的催化活性。另外，在湿式催化氧化体系中，石墨负载贵金属Ru催化剂具有很好的催化活性。考虑到贵金属Ru的价格问题及常见金属氧化物催化活性不高的现实，研究中探讨了双组分复合型金属催化剂对臭氧化降解效率的影响。苯乙酮是制药工业、塑料工业、香料工业及其他有机合成过程中的重要化工原料，也是乙苯催化氧化生产苯乙烯过程的副产物。苯乙酮也是炼油厂和化工厂排放废水中常见的有毒芳环类化合物之一，其对人体的危害主要表现为对眼睛和皮肤的强烈刺激作用。

实验中采用浸渍法，以活性Al2O3为载体制备了CuO-Ru/Al2O3复合型催化剂，并以苯乙酮为目标有机污染物，详细分析了该催化剂对臭氧化降解苯乙酮效率的影响。

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