实验室臭氧发生器应用案例之臭氧催化剂性能研究
何远等人探究不同晶型 MnO₂（α、β、γ）在臭氧催化氧化降解甲磺酸美托洛尔（MET）与布洛芬（IBU）中的性能，使用北京同林科技 3S-T3-D 型臭氧发生器，控制进气臭氧浓度 2.5mg/L、流量 200mL/min，搭配 3S-J5000 型臭氧检测仪与 液体臭氧检测器监测浓度。在 500mL 玻璃反应器中，25℃条件下，将 0.2g/L 催化剂与 10mg/L 目标污染物溶液混合反应，通过超高效液相色谱（UPLC）与总有机碳（TOC）分析仪测定污染物浓度与矿化率。
研究表明，α-MnO₂催化活性很优，30min 内 MET 与 IBU 降解率超 99%，TOC 去除率显著高于 β、γ 晶型。BET 分析显示 α-MnO₂比表面积达 100.51m²/g，为反应提供充足吸附位点；XPS 与 H₂-TPR 分析证实其具有很高氧空位浓度与易还原表面吸附氧，能促进臭氧分解生成・OH、・O₂⁻与 ¹O₂等活性氧物种。优化后的反应条件为催化剂 dosage 0.1g/L、臭氧 dosage 1mg/min、初始 pH 7，该条件下 α-MnO₂重复使用 5 次后，IBU 降解率仍达 89%，Mn²⁺溶出量低，为臭氧催化氧化催化剂选型提供参考。
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