臭氧高級氧化技術在水處理領域占據核心地位，其核心機制在于利用臭氧誘導生成的強氧化性羥基自由基，有效瓦解水體中的有機污染物。然而，臭氧單獨應用時，其效能受限于較慢的直接反應速率、有限的溶解度和不穩定的特性，這促使科研界探索非均相臭氧催化劑的引入，旨在強化臭氧的分解效能，加速氧化反應進程。

非均相臭氧催化劑，顧名思義，是在不同相界面上發揮催化作用的物質，涵蓋了固體、液體乃至氣體形態。在臭氧催化處理體系中，不同載體的催化劑各具特色，其性能表現各異：

• 金屬氧化物基催化劑：展現出卓越的催化活性和穩定性，但成本考量及對環境條件的敏感性成為其推廣應用的潛在障礙。

• 分子篩基催化劑：以其出色的熱穩定性和選擇性脫穎而出，但高昂的合成成本及在某些特定條件下的催化活性衰減，限制了其廣泛應用。

• 碳基催化劑，特別是碳納米管與石墨烯等先進碳材料，憑借其獨特優勢成為研究熱點：

• 高比表面積：極大地豐富了催化活性位點，顯著提升了催化效率。

• 優異的化學穩定性：在各種化學環境中保持堅韌，有效抵抗腐蝕。

• 靈活可調的孔結構：通過精準調控孔徑與分布，優化催化劑性能以適應不同需求。

• 環境友好性：碳材料來源廣泛，生產過程相對環保，符合可持續發展理念。

• 良好的可回收性：便于循環再利用，降低了資源消耗與廢棄物產生。

綜上所述，以碳基材料為基石的非均相臭氧催化劑展現出了顯著的優越性。這些碳基載體，如活性炭、碳納米管及石墨烯等，憑借其高比表面積、卓越的電導性和化學穩定性，不僅能夠有效吸附水體中的有機污染物，還能顯著促進臭氧分子的分解過程，進而生成更多的羥基自由基，為高效水處理提供了強有力的技術支持。