隨著工業化進程的加快，工業廢水成分復雜，含有多種有機污染物和重金屬，傳統的物理和生物處理方法難以徹底凈化，成為環境治理的關鍵挑戰之一。臭氧作為一種強氧化劑，在水處理中被廣泛應用于消毒、脫色、去除有機物等。然而，臭氧在水中的溶解度低，反應速率慢，限制了其應用效果。非均相催化劑的引入可以顯著提高臭氧的利用率和反應效率，產生高活性的自由基，如羥基自由基，從而加速有機污染物的氧化分解。

針對這一需求，科力邇開發了一系列碳載體臭氧非均相催化劑，通過改變負載金屬種類、負載方式、焙燒溫度和時間，實現了對催化劑性能的精準調控，例如，負載銅、鐵、錳等金屬的催化劑表現出不同的催化性能，焙燒溫度和時間對催化劑的孔結構、比表面積和金屬分散度有顯著影響，進而影響其催化活性和穩定性，有效提高臭氧處理水體中有機污染物的效率，實現了對不同工業廢水的高效處理。

金屬負載種類的影響

金屬負載種類對催化劑的活性、選擇性和穩定性有顯著影響。科力邇非均相臭氧催化劑負載的金屬包括過渡金屬（如Mn、Co、Ni、Cu、Fe等）和貴金屬（如Pt、Pd、Ru等）。不同金屬或金屬氧化物具有不同的催化特性，如鐵、鋅、銅等金屬的水合氧化物及其復合物均具備一定的催化臭氧化能力，其中水合氧化鐵的催化效果尤為突出。選擇合適的金屬負載種類需綜合考慮其催化效率、穩定性和經濟成本。

過渡金屬：Mn：MnOx催化劑因其良好的臭氧分解性能而被廣泛研究。Mn負載量、價態和晶相結構對催化性能有顯著影響；Co：Co基催化劑在臭氧分解和有機物氧化中表現出色，其活性與Co的氧化態和分散度有關；Cu：CuOx催化劑在低溫下具有較高的臭氧分解活性，但其穩定性較差，易受反應條件影響。

貴金屬：Pt：Pt基催化劑具有極高的催化活性，但成本較高，適用于要求高活性和選擇性的場合；Pd：Pd催化劑在臭氧分解和有機物氧化中表現出色，尤其在處理難降解有機物時。

金屬負載方式

金屬負載方式包括浸漬法、共沉淀法、溶膠-凝膠法等，不同的負載方法會影響活性組分在載體上的分布和負載量，進而影響催化劑的整體性能。常見的負載方法包括浸漬法和沉淀吸附法等。

• 浸漬法：通過將載體浸入含有活性組分的溶液鹽溶液中，然后進行干燥和焙燒來負載金屬。

• 浸漬法簡單易行，但金屬分散度和負載量較難控制。

• 共沉淀法：將金屬鹽溶液與沉淀劑混合，通過調節pH值使金屬離子共沉淀。共沉淀法可以實現較好的金屬分散度和負載量控制。

• 溶膠-凝膠法：通過金屬醇鹽水解和縮合反應形成溶膠，再轉化為凝膠。該方法可以制備高分散度的催化劑，但成本較高。

焙燒溫度

科力邇通過精確控制焙燒溫度，確保催化劑具有適宜的孔隙結構和高比表面積，從而提高臭氧的吸附和催化效率。焙燒溫度是影響催化劑性能的另一關鍵因素。適宜的焙燒溫度有助于活性組分在載體上的均勻分散和晶化，提升催化劑的活性，對催化劑的晶相結構、金屬分散度和載體的比表面積有顯著影響。然而，過高的焙燒溫度可能導致催化劑表面結構受損，比表面積減小，從而降低催化活性。低溫焙燒（<400°C）：低溫焙燒有利于保持高比表面積和金屬的高分散度，但可能導致金屬氧化物的不完全轉化。高溫焙燒（>500°C）：高溫焙燒有助于形成穩定的晶相結構，但可能導致金屬粒子聚集，降低分散度和比表面積。科力邇通過精確控制焙燒溫度（700-900℃），確保催化劑具有適宜的孔隙結構和高比表面積，從而提高臭氧的吸附和催化效率。

焙燒時間

焙燒時間也對催化劑性能的影響機制與焙燒溫度相似，短時間焙燒有助于保持金屬的高分散度，但可能不足以完全去除有機雜質和形成穩定的晶相。相反，長時間焙燒有助于形成穩定的晶相，但時間過長可能會破壞催化劑的表面結構，導致催化活性下降。因此，優化焙燒時間是提高催化劑性能的重要環節。科力邇的研發人員進過數百組實驗，最終將臭氧催化劑的焙燒時間設定在4-6h。

科力邇炭載體臭氧催化劑

科力邇的研發人員經過無數次的試驗優化后，所得非均相催化劑的優勢如下：

• 高強度：該催化劑具有出色的機械強度，能夠在各種反應條件下保持結構穩定，不易破損或變形，從而延長了催化劑的使用壽命。

• 高催化性能：通過對負載金屬種類、負載方式、焙燒溫度和焙燒時間等因素的精細調控，該催化劑展現出了卓越的催化性能，能夠有效提高反應速率和選擇性，降低能耗和副產物生成。

• 廣泛的應用范圍：由于該催化劑的高強度和優異催化性能，它適用于多種化學反應體系，包括氧化、還原、加氫、脫氫等，為不同領域的化學合成提供了有力支持。

• 環境友好：在催化劑的制備和使用過程中，科力邇注重環保和可持續性，確保催化劑無毒、無害，且易于回收和處理，符合現代綠色化學的發展趨勢。