过渡金属催化剂在臭氧催化氧化中的应用

过渡金属及其氧化物是非均相臭氧催化剂的核心活性组分。本文综述其研究进展和应用现状。

一、催化原理

过渡金属可变价态促进臭氧分解产OH。表面Lewis酸位点吸附臭氧和有机物。金属-氧键参与电子转移过程。

二、Fe基催化剂

来源广泛成本低廉，铁氧化物具备良好臭氧分解活性，尤其对芳香族化合物。铁基催化剂的催化活性与晶型密切相关。

三、Mn基催化剂

锰氧化物多价态提供丰富活性位点。MnO2不同晶型催化活性差异显著。锰基催化剂适用于中性偏碱条件。

四、Cu基催化剂

对含氮有机物有选择性催化效果。CuO基催化剂在酸性条件仍可保持活性。需关注金属离子溶出问题。

五、多金属协同

Fe-Mn、Cu-Mn等双金属催化剂表现协同效应。通过金属间电子转移增强催化活性。复合催化剂可拓宽适用pH范围。