實驗室臭氧發生器應用案例之臭氧催化劑性能研究

何遠等人探究不同晶型 MnO?(α、β、γ)在臭氧催化氧化降解甲磺酸美托洛爾(MET)與布洛芬(IBU)中的性能,使用北京同林科技 3S-T3-D 型臭氧發生器,控制進氣臭氧濃度 2.5mg/L、流量 200mL/min,搭配 3S-J5000 型臭氧檢測儀與 液體臭氧檢測器監測濃度。在 500mL 玻璃反應器中,25℃條件下,將 0.2g/L 催化劑與 10mg/L 目標污染物溶液混合反應,通過超高效液相色譜(UPLC)與總有機碳(TOC)分析儀測定污染物濃度與礦化率。
研究表明,α-MnO?催化活性很優,30min 內 MET 與 IBU 降解率超 99%,TOC 去除率顯著高于 β、γ 晶型。BET 分析顯示 α-MnO?比表面積達 100.51m2/g,為反應提供充足吸附位點;XPS 與 H?-TPR 分析證實其具有很高氧空位濃度與易還原表面吸附氧,能促進臭氧分解生成?OH、?O??與 1O?等活性氧物種。優化后的反應條件為催化劑 dosage 0.1g/L、臭氧 dosage 1mg/min、初始 pH 7,該條件下 α-MnO?重復使用 5 次后,IBU 降解率仍達 89%,Mn2?溶出量低,為臭氧催化氧化催化劑選型提供參考。
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