由于工业的高速发展，全世界对水的需求量快速提高，同时对水的污染也日益严重。一般所用水处理技术，不管是对有机物吸附或是降解都具有需要时间长、效率低和降解不完全等特点。寻找高效的、经济的以及实用的去除污染技术是提高水质量的关键。臭氧催化氧化技术是近年来发展起来的一种高级氧化技术，它是去除水中难降解有机物的有效方法之一。

1. 臭氧催化氧化

臭氧是氧气的同素异形体，含有3个氧原子，呈 sp2 杂化轨道，成离域π键，形状为V形，极性分子。臭氧在常温常压下为淡蓝色气体，水中的溶解度为 9.2mlO₃/L，高于氧气（42.87mg/L），水中溶解浓度高于 20mg/L 时呈紫蓝色。臭氧有很强的氧化性，氧化还原电位为 2.07V，单质中仅低于 氟(3.06V)。臭氧能够氧化大多数有机物，特别是氧化难以降解的物质，效果良好^[1]。但臭氧氧化存在利用效率低，污染物分解不彻底的缺点。并且臭氧是一种氧化性极强的不稳定气体，须现场制备使用。为克服上述缺点，又开发了臭氧催化氧化技术。臭氧催化氧化技术是指臭氧在催化剂的作用下分解产生羟基自由基来氧化分解水中有机物。羟基自由基氧化具有反应速率高，无选择性等特点。

臭氧催化氧化技术可以分为利用溶液中金属(离子)的均相臭氧催化氧化和固态金属、金属氧化物或负载在载体上金属或金属氧化物的非均相臭氧催化氧化两类^[2,3]。相比均相催化臭氧氧化技术，非均相催化臭氧氧化技术的催化剂具有易于回收处理、处理成本较低、活性更高以及提高了有机物的矿化率等优点，因而受到广泛关注。

非均相催化臭氧化反应中最广泛使用的催化剂主要有四种类型：

（1）金属氧化物：MnO₂、TiO₂、Al₂O₃、FeOOH、CeO₂等，如Rivas^[4]等人研究了钙铁矿(LaTi_0.15Cu_0.85O₃ )催化臭氧化对有机酸的降解情况, 结果表明臭氧投加量、催化剂用量及合适的温度有利于有机酸的去除；

（2）金属负载型催化剂如Cu、Ru、Pt、Co负载在SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、CeO₂和活性炭上；Tong^[5]等将Fe和Ce₂种元素负载到Al₂O₃，制成负载型催化剂Fe₂O₃ -CeO₂/Al₂O₃，处理水中2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-DP)污染物，结果表明去除率由单独臭氧的6.42%提高到34.66%。

（3）矿物型或改性矿物型催化剂：单纯的，或经过改性的堇青石，钙钛矿以及沸石等；刘^[6]等人就使用廉价的天然矿物材料、蜂窝陶瓷 （包括堇青石、莫来石和铿辉石、硅酸镁及硅酸铝盐等）、粉煤灰以及硅胶等材料的催化效率较单独臭氧氧化提高约 11% ~42% 。

（4）活性炭型或碳纳米管型催化剂^[7]。刘占孟^[8]等在使用活性炭催化臭氧氧化甲基蓝的研究中，活性炭使用8次后，COD的降解效率稳定保持在60%左右，表现出了良好的催化活性。可见，AC 作为臭氧氧化催化剂，具有较好的稳定性。

2. 碳纳米管型催化剂