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作者：巩义市盛世净水材料有限公司时间：2025-08-20 17:16:08
臭氧（O₃）作为一种强氧化剂，广泛应用于水处理、空气净化、食品加工等领域，但残留臭氧可能对人体健康和设备产生潜在危害，因此分解臭氧的催化剂至关重要。在各类臭氧分解催化剂中，铜锰（Cu-Mn）基催化剂因其优异的活性、稳定性和成本优势，成为研究和应用的热点。
臭氧分解反应机理：
铜锰催化剂分解臭氧的过程遵循表面催化反应路径：
吸附与活化： 气相 O₃ 分子吸附到催化剂表面（特别是 Mn³⁺ 位点）。
电子转移与O-O键断裂： 吸附的 O₃ 从 Mn³⁺ 或邻近的 Cu⁺ 获得电子，导致 O-O 键断裂，生成一个活性氧原子（O*）和一个 O₂ 分子： O₃ (ads) + e⁻ → O₂ + O* (ads)。
活性氧清除： 关键的步骤是活性氧原子 O* 被催化剂表面还原（主要由 Cu⁺ 完成），生成晶格氧或直接与另一个活性氧结合，并释放 O₂：2O* (ads) → O₂ 或 O* (ads) + Cu⁺ → Cu²⁺-O²⁻（随后表面氧物种可被另一个 O₃ 或还原性气氛再生）。
催化剂再生： Cu²⁺ 可以被另一个 O₃ 分子或从 Mn 位点传递来的电子还原回 Cu⁺，完成催化循环。锰的变价（如 Mn³⁺ 氧化为 Mn⁴⁺ 后，再从 Cu 或气相获得电子还原）也参与此再生过程。整个循环的核心是 Cu⁺/Cu²⁺ 和 Mn³⁺/Mn⁴⁺（或 Mn²⁺）氧化还原电对之间的协同。
