臭氧催化剂在使用的时候，主要应用在废水处理等行业中，是近年来污水处理领域内的应用热点，那么它在使用时具体有什么作用呢？

臭氧催化剂的作用是什么？

吸附富集：高比表面积、吸附容量高的催化剂，当废水与催化剂接触时，水中的有机物首先被富集在催化剂表面，当臭氧氧化时，作用于表面有机物的几率更高，臭氧氧化效率提高。

催化活化：臭氧催化剂具有催化活性，能有效催化活化臭氧分子，臭氧分子在催化剂的作用下易于分解产生如羟基自由基之类有高氧化性的自由基，从而提高臭氧的氧化效率。

吸附和活化协同作用：催化剂既能吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，产生大量氧化活性的自由基，在这类催化剂表面，有机污染物的吸附和氧化剂的活化协同作用，可以取得更好的催化臭氧氧化效果。

多相臭氧催化剂主要利用多种金氧化物及金属单质为活性催化材料，采用立体构架技术，在高温条件下提高微孔数量和分布均匀度，获得更高的比表面积。限度提高臭氧氧化效率，同样氧化条件下，臭氧氧化效率提高30―60%，同样去除率情况下，节约臭氧投加30%以上。

据悉，臭氧在工业废水处置中应用非常普遍，水溶液中臭氧与有机物的作用主要有两种途径：一种是臭氧分子的直接氧化作用；另一种是臭氧被合成后产生·OH羟基自在基强氧化作用。

传统的臭氧氧化技术以直接氧化为主，传质效果差、较高的选择性、臭氧应用率低、投资与运转本钱昂扬。

臭氧催化氧化技术是在氧化体系内参加过渡金属离子，可以对臭氧氧化产生明显的催化效果，能够催化臭氧在水中的自合成，增加水中产生的·OH浓度，从而进步臭氧氧化效果。

目前，催化臭氧工艺分为两品种型：均相臭氧氧化和非均相臭氧氧化。均相臭氧氧化是指在水中参加一些溶解性的过渡金属离子以到达催化臭氧氧化的效果。非均相臭氧催化的催化剂以固态方式存在，易于别离，流程简单，既防止了催化剂的流失，也降低了水的处置本钱。

非均相催化臭氧工程中常用的催化剂主要有：金属氧化物和复合金属氧化物;负载在载体上的金属氧化物；负载在载体上的金属；活性炭或以活性炭为载体的催化剂；多孔资料等。

其中过度金属系列氧化物由于价钱相对廉价，原料易得，催化活性高而应用普遍。如钛氧化物、铁氧化物、锰氧化物、铝氧化物、锌氧化物、铜氧化物、镍氧化物等。

目前我们研究的有两种臭氧相关催化剂，一种为臭氧分解催化剂，一种为臭氧氧化催化剂。

前者的作用是分解臭氧，原理可简单理解为催化剂加速臭氧半衰期的，使臭氧分解速率大幅增加从而达到短时间内迅速去除臭氧的目的。后者氧化催化剂的作用是用于消除VOCs，同时具备消除臭氧。其原理是利用具备臭氧发生能力的废气处理设备所产生的二次臭氧与废气在催化剂上发生反应，催化剂具有选择性地捕捉废气当中的气体成分从而与设备本身的臭氧进行反应，除了提高废气净化效率之外，还可实现臭氧污染的资源化利用。此法净化效率较传统无催化法设备要提高40%以上。

　臭氧是氧的同素异形体，含有三个氧原子。臭氧在常温常压下为淡蓝色气体，在水中的溶解度为9.2mlO3/L，高于氧气(42.87mg/L)。当水中溶解浓度高于20毫克/升时，为紫蓝色。臭氧氧化性强，氧化还原电位为2.07V，仅低于单质中的F2(3.06V)。臭氧催化剂可以将废水中残留的大分子、长链、难生物降解的有机物直接矿化为二氧化碳和水，部分分解为小分子、易生物降解的物质，从而破坏不可生物降解有机物的结构，降低毒性，提高B/C比，从而保证后续生化方法的处理效果。

臭氧广泛应用于工业废水处理。臭氧与水溶液中有机物的相互作用主要有两种方式:一种是臭氧分子的直接氧化;另一种是臭氧分解后OH羟基自由基的强烈氧化。

传统的臭氧氧化技术主要是直接氧化，传质效果差，选择性高，臭氧利用率低，投资和运行成本高。

臭氧催化剂氧化技术是在氧化体系中加入过渡金属离子，可以对臭氧氧化产生明显的催化作用，催化臭氧在水中的自分解，增加水中产生的OH浓度，从而提高臭氧氧化效果。

目前，催化臭氧氧化过程可分为两种类型:均相臭氧氧化和非均相臭氧氧化。均相臭氧氧化是指在水中加入一些可溶性过渡金属离子，达到催化臭氧氧化的效果。多相臭氧催化催化剂以固体形式存在，易于分离，工艺简单，不仅避免了催化剂的损失，而且降低了水处理成本。

非均相催化臭氧工程中常用的催化剂主要有:金属氧化物和复合金属氧化物;负载在载体上的金属氧化物;支撑在载体上的金属;活性炭或以活性炭为载体的催化剂;多孔材料等。

其中，过量的金属系列氧化物因其价格相对低廉、原料易得、催化活性高而得到广泛应用。如氧化钛、氧化铁、氧化锰、氧化铝、氧化锌、氧化铜、氧化镍等。

在多相催化臭氧化系统中，通常有三种可能的反应机理:

臭氧化学吸附在催化剂表面，形成活性物质，然后与溶液中的有机物质反应。这种活性物质可能是oh或其他形式的氧。

有机分子通过化学键吸附在催化剂表面，进一步与臭氧发生气相或液相反应。首先，有机物会很快吸附在催化剂载体上，载体表面的氧化物会与它形成一些螯合物，然后这些螯合物会被臭氧和OH氧化。

臭氧和有机分子同时吸附在催化剂表面(复合作用)，然后发生反应。从被还原的催化剂开始，臭氧会氧化金属，臭氧对被还原金属的反应会产生OH。有机物会吸附在氧化的催化剂上，然后通过电子转移反应被氧化，从而再次产生还原的催化剂。有机物会很容易从催化剂上脱附，然后进入本体溶液，或者被OH和臭氧氧化。

臭氧催化剂的特性。

通过大量试验和工程应用，筛选出催化剂载体和活性组分，采用大规模工业化生产方式，保证合成的催化剂具有高机械强度和长使用寿命。多孔材料为催化剂提供了巨大的比表面积，这使得催化反应在单位时间内更加有效。

该催化剂的活性组分主要是活性过渡金属/氧化物，具有与载体材料相似的性能和高的粘附强度;同时，通过高温烧结成型，保证了活性组分的高利用率，解决了均相催化体系中催化剂的定期添加和催化剂损失率的问题，防止了二次污染。

将该催化剂用于臭氧催化氧化反应，可以显著提高臭氧与污染物的反应速率，有效降低处理成本。使用我们的臭氧氧化塔设备，臭氧用量可减少30%以上，臭氧利用率可达98%以上。以化工废水预处理和印染废水深度处理为例，与常规方法相比，所需添加的臭氧量可减少30%，吨水运行成本也可降低30%