催化超临界水氧化CSCWO技术的关键是研制耐高温、高活性、高稳定性的催化剂。一般应用的催化剂主要有贵金属、过渡金属、稀土金属及其氧化物、复合氧化物和盐类。研究发现，V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Ti、Al的氧化物和贵金属Pt在CSCWO反应中也表现出较好的催化活性。影响催化效果的因素很多，主要包括催化剂的活性、稳定性、制备方法和催化剂的失活等。催化超临界水氧化技术可分为两大类：一类是均相催化超临界水氧化，一般采用溶解在超临界水中的金属离子充当催化剂，例如过渡金属盐CuSO₄、VSO₄、CoSO₄、FeSO₄、NiSO₄、MnSO₄等；另一类是非均相催化超临界水氧化，目前非均相催化超临界水氧化所采用的催化剂主体主要有MnO₂、V₂O₅、TiO₂、CuO、Cr₂O₃、CeO₂、Al₂O₃、Pt等以及不同金属和金属氧化物的组合。

均相催化超临界反应体系中，催化剂与处理的废水是混合在一起的，为了避免催化剂的流失对环境造成的二次污染和因此产生的经济损失，需要进行从处理后的废水中回收催化剂的后续处理，这样进一步提高了废水处理的成本。所以，人们对非均相催化反应产生了更大的兴趣。非均相催化使用固态物质作催化剂，反应后催化剂和废水能够非常容易的分离开来，废水的处理流程也能得到大大简化。非均相催化超临界水氧化技术在超临界水氧化反应的研究领域中已经得到越来越广泛的关注和利用。

经过20多年的研究，超临界水催化氧化已成功用于有毒废水、难降解印染废水的处理。目前已有报道印染废水中含有的苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸类等含有苯环、偶氮等基团的有毒有机污染物的催化超临界水处理文献。

选取CuSO₄、FeSO₄、MnSO₄等金属盐进行苯胺的均相超临界催化氧化研究，实验发现几种催化剂都有较好的催化效果，其中硫酸锰和硫酸亚铁最佳，以MnSO₄作催化剂为例，在450℃，28MPa，pH=4.0的条件下，当停留时间为46s时，总有机碳(TOC)去除率达到100%。

以CuO为催化剂对苯酚进行了超临界水氧化机理研究表明，催化剂提高了苯酚的转化率和二氧化碳的产量，催化剂的添加增大了苯酚自由基的生成速率，从而提高了苯酚的转化率；在SCWO中采用在Al₂O₃上负载MnO2和CuO催化剂氧化苯酚时发现，在388℃、250atm、停留时间1.81s左右的条件下，转化率达到100%，CO₂的收率、选择性均为100%。

以CuO/γ-Al₂O₃和MnO₂/Al₂O₃为催化剂、H₂O₂为氧化剂，在一个连续流固定床反应器中进行超临界水氧化对氨基苯酚的实验结果表明，CuO和MnO催化剂对于对氨基苯酚的氧化降解具有显著的促进作用，对氨基苯酚的去除率随反应温度和压力的升高、停留时间的延长而提高，在24～26MPa和400～450℃条件下，数秒钟内COD去除率可达到99%以上，催化剂CuO/γ-Al₂O₃的催化效果优于MnO₂/Al₂O₃，证明了催化超临界水氧化技术的高效性。

含氮有机物在SCWO中往往形成中间产物氨，氨的继续氧化非常困难。研究发现，非催化条件下，680℃、24.6MPa、停留时间10s的条件下氨的转化率只有30%～40%；采用MnO₂/CeO₂催化剂在410～470℃、27.6MPa和不到1s的停留时间下，氨的转化率可达96%。

CSCWO技术能彻底矿化有机物，但它的处理过程还是存在一些技术难题，如高温、高压的苛刻反应条件，反应过程中对反应器的强腐蚀性、无机盐的堵塞问题及运行费用等问题都是阻碍超临界水氧化技术工业化的挑战性问题。目前对CSCWO处理废水的研究正日益兴起，成为SCWO技术的主要发展方向之一。

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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