P-N型吸附-催化剂研制及其非均相催化净水机理

在臭氧化净水过程中，如何增加oOH产率和利用效率是提高臭氧化净水效果的核心目标。其难点是：如何创造一个功能性固相表面，既能提高固-液界面臭氧和污染物浓度，又能提高臭氧的传质效能，以实现同步催化臭氧分解和污染物降解。为此，本项目拟根据N型半导体表面缺电子利于化臭氧吸附、P型半导体表面富电子利于催化臭氧分解特点，构建具有P-N结构特性的复合金属氧化物催化剂，再将该催化剂组装于硅系非极性表面，制备可同时吸附臭氧和特征有机污染物、可原位催化臭氧分解的P-N型吸附-催化剂。从结构和形态上表征吸附-催化剂的物理化学特征，解析有机污染物的降解历程，揭示催化剂吸附/催化降解特征有机污染物的作用机制，提出基于P-N型吸附-催化反应的净水工艺原理。

在非均相催化臭氧化净水过程中，如何增加.OH产率和利用效率，实现催化剂的原位再生是催化臭氧氧化工艺应用的重要前提。本项目以铁盐和锰盐为催化剂活性组分，以硅基材料为非极性表面，研制了硅参杂催化剂和硅藻土负载铁锰复合金属氧化物催化剂。重点研究了硅藻土负载铁锰复合金属氧化物催化剂的制备过程，表征了它的表面物化特性，评价了它催化臭氧氧化降解对氯苯甲酸的效果，揭示了它催化臭氧氧化机制；通过中试实验评价了硅藻土负载铁锰复合金属氧化物催化剂对邻苯二甲酸二正丁酯的降解效果，建立了适用于该催化剂的原位负载和原位再生新方法，为非均相催化臭氧氧化提供了技术支持。本课题按计划执行，发表SCI论文1篇，在投论文2篇，中文核心期刊3篇，申请专利2项。