¿Qué es la tecnología de oxidación catalítica con ozono?

La tecnología de oxidación catalítica con ozono es una técnica avanzada de oxidación basada en el ozono, que combina las potentes propiedades oxidantes del ozono con las capacidades de adsorción y las características catalíticas de los catalizadores, y puede resolver eficazmente el problema de la degradación incompleta de la materia orgánica.

La oxidación catalítica con ozono puede dividirse en ozonización catalítica homogénea y ozonización catalítica heterogénea, según el estado de fase del catalizador.

En la tecnología de ozonización catalítica homogénea, la distribución del catalizador es uniforme y la actividad catalítica es elevada; además, el mecanismo de acción es claro y resulta fácil de estudiar y comprender.

El método de ozonización catalítica multifásica emplea catalizadores sólidos para acelerar la reacción de oxidación en la fase líquida (o gaseosa) a presión atmosférica. El catalizador se encuentra en estado sólido, es fácil de separar del agua, genera menos contaminación secundaria y simplifica el proceso de tratamiento; por ello, ha suscitado un amplio interés.

En la tecnología de oxidación catalítica con ozono, la selección del catalizador sólido es determinante para lograr una alta eficiencia de oxidación. Las investigaciones han demostrado que los catalizadores heterogéneos desempeñan tres funciones principales.

1. Adsorción de materia orgánica: en el caso de catalizadores con una capacidad de adsorción relativamente elevada, cuando el agua entra en contacto con el catalizador, la materia orgánica presente en el agua se adsorbe primero sobre la superficie de estos catalizadores, formando quelatos superficiales con afinidad, lo que hace que la oxidación por ozono sea más eficiente.

2. Activación catalítica de las moléculas de ozono: este tipo de catalizador presenta una elevada actividad catalítica y puede catalizar eficazmente la activación de las moléculas de ozono. Bajo la acción de este catalizador, las moléculas de ozono se descomponen fácilmente, generando radicales libres altamente oxidantes, como los radicales hidroxilo, lo que mejora la eficiencia de la oxidación del ozono.

3. Gracias al efecto sinérgico entre la adsorción y la activación, este tipo de catalizador no solo adsorbe los contaminantes orgánicos presentes en el agua, sino que también cataliza la activación de las moléculas de ozono, generando radicales libres altamente oxidantes. En la superficie de este tipo de catalizador, el efecto sinérgico entre la adsorción de contaminantes orgánicos y la activación de agentes oxidantes permite lograr un mejor rendimiento en la oxidación catalítica con ozono.