De radikala och icke-radikala reaktionsvägarna och de reaktiva arterna vid heterogen katalytisk ozonering av organiska föroreningar. Kredit:XIE Yongbing
Heterogen katalytisk ozonering (HCO) har studerats brett för vattenrening. Forskare från Institute of Process Engineering (IPE) vid den kinesiska vetenskapsakademin och China University of Petroleum (Peking) granskade mekanismerna för HCO och gav en systematisk och toppmodern analys av detta område. Detta arbete publicerades i Miljövetenskap och teknik .
Även om typiska reaktionsmekanismer har etablerats för HCO, några av dem är endast lämpliga för specifika system. Divergensen och bristen på mekanismer hindrar utvecklingen av nya aktiva katalysatorer.
"Vi jämförde de olika befintliga mekanismerna och kategoriserade den katalytiska oxidationen av HCO i radikalbaserade oxidations- och icke-radikaloxidationsprocesser med en djupgående diskussion, försöker klargöra några möjligen felaktiga slutsatser och vägleda mekanismstudien, " sa Xie Yongbing från IPE.
Under de senaste åren, Prof. Xie Yongbing, Prof. Cao Hongbin från IPE och deras samarbetspartner syntetiserade en serie katalysatorer för HCO, inklusive manganoxidbaserade material, kolbaserade material och kompositmaterial.
Kombinera intensiv karakterisering av materialstruktur, ytfunktionella grupper och katalytisk aktivitet, de föreslog en ny väg för O 3 nedbrytning och möjliga aktiva platser. Den utvecklade heterogena katalysatorn och den integrerade tekniken har använts i 18 praktiska projekt för industriell avloppsrening.
De katalytiska aktiva platserna och adsorptionsbeteendena hos ozonmolekyler på katalysatorytan är nyckelledtrådarna för att ytterligare belysa O 3 aktiveringsprocesser, utveckling av reaktiva syrearter (ROS) och organiska oxidationsvägar.
Forskare diskuterade flera typer av aktiva platser och interaktionen med ozonmolekyler.
Dessutom, forskarna granskade olika detektionsmetoder för ROS som produceras i båda typerna av oxidationer och deras roller i förstörelsen av organiska ämnen, och påpekade några specifika problem under ROS-analys, inklusive scavenger urvalet, analys av experimentresultat, och några tvivelaktiga slutsatser från tidigare studier.
De föreslog också alternativa strategier för systematisk undersökning av HCO-mekanismen, DFT-beräkning och EPR-analys på plats, baserat på sina tidigare studier.
"Vi tror att denna översyn kan ge kritiska insikter för framtida framsteg inom katalysatordesign och mekanistiska studier av HCO-system, " sa Xie.
