CuO-Ru/Al2O3 催化臭氧化降解苯乙酮的研究
摘要：采用浸漬法制備了以活性Al2O3為載體的雙組分催化劑CuO-Ru/Al2O3，利用該催化劑催化臭氧化降解了苯乙酮。結(jié)果表明，貴金屬釕摻雜能顯著提高CuO/Al2O3催化臭氧化苯乙酮的降解效率，如在相同條件下處理30min后,單獨臭氧氧化、CuO/Al2O3/O3和CuO-Ru/Al2O3/O3對苯乙酮水溶液的COD去除率分別為6.3%、20.0%和54.0%.pH對CuO-Ru/Al2O3催化臭氧化降解苯乙酮的效率并沒有影響,但與單獨臭氧化相比，該催化臭氧化體系更適合在中性或酸性條件下應用。CuO-Ru/Al2O3對水中臭氧有較好的催化分解活性，臭氧分解的速率常數(shù)達2.58×10-3s-1，高于二次水中臭氧的分解速率常數(shù)1.19×10-3s-1。叔丁醇的試驗結(jié)果表明，CuO-Ru/Al2O3/O3降解苯乙酮反應遵循羥基自由基(·OH)反應機制。
關(guān)鍵詞：CuO-Ru/Al2O3催化劑，苯乙酮，COD，吸附，·OH
隨著臭氧化技術(shù)在水處理領(lǐng)域的不斷普及，人們對臭氧的使用已經(jīng)積累了豐富經(jīng)驗。在對臭氧化水處理不斷得到肯定的同時，人們也認識到了臭氧氧化性的選擇性問題，推廣應用受到了一定的限制。因此，如何強化臭氧的氧化效率也成了人們研究的熱點。催化臭氧化是近些年來發(fā)展起來的一種高級氧化技術(shù)，其是去除水中難降解有機物的有效方法之一。目前，高效且具有廣譜性催化劑的研制是該技術(shù)的核心。
在非均相催化臭氧化研究過程中，所報道的催化劑大多為一些過渡金屬氧化物，如MnO2、TiO2、Co3O4等，催化劑在成分上比較單一。Lin等在研究液相臭氧的分解過程中發(fā)現(xiàn)，貴金屬的催化活性要明顯高于一般的金屬氧化物，而在臭氧化有機物的過程中，Ru也顯示了很好的催化活性。另外，在濕式催化氧化體系中，石墨負載貴金屬Ru催化劑具有很好的催化活性。考慮到貴金屬Ru的價格問題及常見金屬氧化物催化活性不高的現(xiàn)實，研究中探討了雙組分復合型金屬催化劑對臭氧化降解效率的影響。苯乙酮是制藥工業(yè)、塑料工業(yè)、香料工業(yè)及其他有機合成過程中的重要化工原料，也是乙苯催化氧化生產(chǎn)苯乙烯過程的副產(chǎn)物。苯乙酮也是煉油廠和化工廠排放廢水中常見的有毒芳環(huán)類化合物之一，其對人體的危害主要表現(xiàn)為對眼睛和皮膚的強烈刺激作用。
實驗中采用浸漬法，以活性Al2O3為載體制備了CuO-Ru/Al2O3復合型催化劑，并以苯乙酮為目標有機污染物，詳細分析了該催化劑對臭氧化降解苯乙酮效率的影響。
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