炭改性催化材料在臭氧實驗中的應用

炭改性催化材料作為一種高效的環境功能材料，近年來在臭氧催化氧化領域展現出顯著的應用潛力。該材料通過引入氮、硫等官能團對活性炭進行改性，增強了其吸附與催化性能，可顯著提升臭氧對有機污染物和VOCs的降解效率。本文檔系統闡述了炭改性催化材料在水處理與氣體凈化兩大領域中的具體應用案例，并介紹了配套臭氧設備的基本組成與功能，為相關研究與工程實踐提供了重要參考。

水處理領域：

去除有機污染物：在眾多有機廢水處理中，炭改性催化材料表現出色。如對含苯甲酸的廢水，經氮 - 硫共改性活性炭為載體制備的 CeOx/ACNS 催化劑，可將單獨臭氧氧化 30 分鐘時苯甲酸去除率從 22% 提高到 88%，TOC 去除率從 7% 提升到 55% 。這是因為含氮官能團和含硫官能團的引入，增強了對苯甲酸的吸附性能與催化臭氧氧化性能 。

處理富營養化水體：構建臭氧預氧化 / 改性粘土 / 臭氧 - 生物活性炭組合工藝處理富營養化景觀河水，在特定條件下，對濁度、CODMn、TN、TP 和藻類的去除率分別達 97.5%、77.7%、81.9%、95.4% 和 99.2%，出水水質達地表水環境質量標準的 Ⅰ 類或 Ⅱ 類標準 。

煉化企業反滲透濃水預處理：針對煉化企業反滲透濃水，活性炭催化臭氧氧化實驗表明，雙氧水改性活性炭催化效果很佳。雖催化臭氧氧化出水 COD 未達排放標準，但單獨臭氧氧化出水 B/C 值可達 0.54，因此臭氧氧化可作為生化單元預處理工藝 。

氣體凈化領域：

炭改性催化材料可用于凈化含揮發性有機化合物（VOCs）等廢氣。臭氧在改性炭催化下，能更高效地將 VOCs 氧化分解為無害的二氧化碳和水，相較于傳統吸附法，該法不會產生二次污染，且能深度凈化低濃度廢氣 。

配套臭氧設備

臭氧發生器：是產生臭氧的核心設備，常規使用電暈放電式。電暈放電式應用廣泛，通過高壓電場使氧氣轉化為臭氧。在進行炭改性催化臭氧實驗時，需根據實驗規模與所需臭氧濃度選擇合適規格的發生器，如小型實驗室可選用產生低濃度臭氧的小型發生器 （3S-T10）。

氣體輸送與混合裝置：用于將產生的臭氧輸送至反應體系，并與待處理物質充分混合。常見的有管道輸送系統與攪拌裝置，在處理液體時，可采用曝氣頭將臭氧以微小氣泡形式通入液體，增大接觸面積，提高反應效率。

濃度監測設備：準確監測臭氧濃度對實驗至關重要。常規使用紫外臭氧檢測儀（3S-J5000），檢測精準，可連續使用。。

綜上所述，炭改性催化材料在臭氧實驗中表現出優異的催化活性和應用前景。在水處理方面，該材料能有效提升苯甲酸、富營養化水體及反滲透濃水中有機物的去除率，顯著改善出水水質；在氣體凈化領域，則可實現對VOCs的高效分解，避免二次污染。配套的臭氧發生、輸送與濃度監測設備為實驗提供了可靠的技術支持。炭改性催化臭氧技術具有廣闊的環境治理應用價值，值得進一步研究與推廣。