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達2.58×10-3s-1，高于二次水中臭氧的分解速率常數1.19×10-3s-1。叔丁醇的試驗結果表明，CuO-Ru/Al2O3/O3降解苯乙酮反應遵循羥基自由基(·OH)反應機制。
關鍵詞：CuO-Ru/Al2O3催化劑，苯乙酮，COD，吸附，·OH
隨著臭氧化技術在水處理領域的不斷普及，人們對臭氧的使用已經積累了豐富經驗。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展起來的一種高級氧化技術，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現，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、塑料工業、香料工業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苯乙烯過程的副產物。苯乙酮也是煉油廠和化工廠排放廢水中常見的有毒芳環類化合物之一，其對人體的危害主要表現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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