（元琛科技）現(xiàn)如今的社會(huì)，全球經(jīng)濟(jì)和科技正處于日新月異、迅速發(fā)展的階段。先進(jìn)的裝置設(shè)備給衣食住行帶來方便的同時(shí)，也使得人們在日常的工作和生活中可能接觸到更多的污染源威脅，因此，關(guān)注環(huán)境質(zhì)量對人體健康的影響變得尤為重要。與可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮等大氣中常見的氣態(tài)污染物相似，臭氧作為監(jiān)測對象之一，也是評價(jià)空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。不僅在室外，甚至人們每天大部分時(shí)間處于的室內(nèi)，也存在著臭氧污染威脅。由于室內(nèi)的通風(fēng)條件差、空間密閉性高等不利因素，長時(shí)間處于高濃度臭氧環(huán)境，人體的呼吸道、肺部等處都會(huì)受到損害。

臭氧是一種獨(dú)特的物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)對我們社會(huì)的許多領(lǐng)域都有深遠(yuǎn)的影響。在陽光照射下，臭氧是揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）和氮氧化物（NOx）之間發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的二次空氣污染物。它是高層大氣中的有益成分，可以保護(hù)生物免受有害紫外線的侵害，然而，靠近地面，它也與光化學(xué)煙霧的形成有關(guān)。

此外，臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，廣泛應(yīng)用于飲用水和污水的處理中高級氧化技術(shù)。由于臭氧對有機(jī)物的氧化具有選擇性，促使了臭氧類高級氧化技術(shù)的發(fā)展，如催化臭氧，過氧化氫-臭氧，紫外-臭氧等。臭氧類高級氧化技術(shù)能分解臭氧產(chǎn)生含氧自由基，從而提高氧化效率。異相催化臭氧具有高效性和易操作性而備受關(guān)注。異相催化臭氧技術(shù)的關(guān)鍵是制備高催化活性和穩(wěn)定性的催化劑。

圖1. 臭氧產(chǎn)生的自然途徑和人工途徑

圖2. 臭氧高級氧化協(xié)同技術(shù) 

圖3. 臭氧污染分布圖

臭氧相關(guān)法律法規(guī)
1.《消耗臭氧層物質(zhì)管理?xiàng)l例》
2.《蒙特利爾議定書》
3.《中國逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)國家方案》
4.《保護(hù)臭氧層維也納公約》
5.《中華人民共和國大氣污染防治法》
6.《中國進(jìn)出口受控消耗臭氧層物質(zhì)名錄》
7.《臭氧消毒的技術(shù)規(guī)范》
8.《國家衛(wèi)生部對臭氧安全濃度的規(guī)定》
9.《工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》
10.《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

理論依據(jù)
①　臭氧產(chǎn)生的工業(yè)來源
 臭氧產(chǎn)生來源具有多方位、全面性，主要有以下來源：
1.電除塵、等離子設(shè)備等電暈放電設(shè)備設(shè)施
2.自來水廠消毒、污水處理廠高級氧化尾氣、應(yīng)用臭氧高級氧化的多余臭氧尾氣釋放
3.印刷廠、室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)、飛機(jī)、潛艇、潔凈室、半導(dǎo)體光敏化蝕刻車間等產(chǎn)生臭氧的密閉空間等

②　臭氧廢氣（VOCs）分解機(jī)理
臭氧氧化技術(shù)主要通過直接反應(yīng)去除有機(jī)物，從而表現(xiàn)出高選擇性的缺陷。臭氧類高級氧化技術(shù)是采用氧化劑、光照射、催化劑等催化途徑，引發(fā)和促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生含氧自由基，通過間接反應(yīng)提高有機(jī)物的去除率和礦化度，從而克服單獨(dú)臭氧氧化技術(shù)的缺陷。臭氧類高級氧化技術(shù)主要分為臭氧-過氧化氫（O3/H2O2）體系、臭氧-紫外光（O3/UV）體系、臭氧-催化劑（O3/催化劑）體系。上述體系均會(huì)使用到臭氧催化劑，一方面需要臭氧產(chǎn)生羥基自由基進(jìn)行高級氧化、另一方面未完全反應(yīng)的臭氧需要催化劑破壞分解。
在催化劑分解臭氧的機(jī)制研究方面，Oyama 等利用原位拉曼光譜結(jié)合

同位素取代實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果，闡明了臭氧在二氧化錳上分解的反應(yīng)機(jī)理，催化劑表面由五個(gè)氧原子包圍的錳活性位點(diǎn)在催化過程中起著重要作用，并且證實(shí)反應(yīng)的活性中間體是過氧化物。

圖6、氧缺陷參與臭氧分解過程

圖7. 臭氧廢氣分解催化劑實(shí)驗(yàn)流程與裝置

臭氧作為VOCs的前驅(qū)體與催化產(chǎn)物具有廣泛的生成源，需要消除
③　臭氧高級氧化技術(shù)分解機(jī)理
在水溶液中臭氧分解產(chǎn)生含氧自由基，含氧自由基與有機(jī)物反應(yīng)。此外，產(chǎn)生的羥基自由基有著更高的氧化電位，羥基自由基與大的反應(yīng)，當(dāng)加成反應(yīng)不可進(jìn)行，羥基自由基與有機(jī)物發(fā)生奪氫反應(yīng)。多數(shù)有機(jī)物的反應(yīng)速率達(dá)到107~1010  L/(mol·s)，與有機(jī)物無選擇性地進(jìn)行氧化反應(yīng)，從而提高有機(jī)物的去除率和礦化度。羥基自由基與有機(jī)物的反應(yīng)有三種類型，加成反應(yīng)、奪氫反應(yīng)和電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。加成反應(yīng)是最普遍和最快

圖8、廢水中臭氧反應(yīng)速率表

因此臭氧高級氧化催化劑在水處理方面有著極其重要的作用，同時(shí)兼具環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性好等特點(diǎn)，具有無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢、效率優(yōu)勢。（元琛科技）

圖9、臭氧催化高級氧化催化劑應(yīng)用形式