非均相臭氧氧化技術(shù)具有對有機污染物氧化徹底、穩(wěn)定性好、催化劑可再生重復(fù)使用等優(yōu)點，近年來成為水處理領(lǐng)域的研究熱點。臭氧氧化技術(shù)應(yīng)用于水處理已有100多年歷史，但是直到現(xiàn)在由于缺乏對催化臭氧氧化反應(yīng)過程機理的理解，特別是缺乏對催化劑活性及其失活的理解，催化臭氧較少應(yīng)用在工程中[1]。因此，目前催化臭氧領(lǐng)域努力的主要方向還是通過理論研究推動技術(shù)應(yīng)用。

催化臭氧氧化性能很大程度上取決于催化劑及其表面性質(zhì)，但其反應(yīng)過程及機制復(fù)雜。為深入了解非均相催化臭氧氧化反應(yīng)機制，將著重介紹以下三個方面：非均相催化臭氧反應(yīng)機理、催化劑表面羥基基團反應(yīng)機理以及改性催化劑催化臭氧反應(yīng)機理。

一、非均相催化臭氧反應(yīng)機理

非均相催化臭氧化反應(yīng)中催化劑主要有四種類型：（1）金屬氧化物型催化劑[2]；（2）負(fù)載型催化劑[3]；（3）礦物型或改性礦物型[4]；（4）活性炭型催化劑[5]。盡管在非均相臭氧催化氧化領(lǐng)域已進(jìn)行了較多研究，但對于具體的催化反應(yīng)機理并未并未統(tǒng)一。目前提出了多種反應(yīng)機理，主要有: 自由基理論、氧空位理論、表面原子氧理論、表面絡(luò)合物理論和臭氧直接氧化理論。

1.1 自由基理論

如圖所示，自由基機理主要在特殊催化劑表面上，將臭氧分解為氧化能力更強的羥基自由基·OH。Bulanin等[6]提出了O3吸附在金屬氧化物表面產(chǎn)生自由基的機理。