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根据负载不同的有效催化成分，催化剂又分为金属催化剂、金属氧化物催化剂。
（1）（负载）金属催化剂
通过一定方式制备的金属催化剂能够促使水中臭氧分解, 产生具有极强氧化性的自由基, 从而显著提高其对水中高稳定性有机物的分解效果。许多金属可用于催化臭氧氧化过程中, 如钛、铜、锌、铁、镍、锰等。
（2）金属氧化物
金属氧化物的合理选用可直接影响催化反应机理和效率。一般金属氧化物表面上的羟基基团是催化反应的活性位，它通过向水中释放质子和羟基，发生离子交换反应而从水中吸附阴离子和阳离子，形成Bronsted酸位，而该酸位通常被认为是金属氧化物的催化中心。下面以几种被广泛进行了研究的金属氧化物催化剂TiO2、Al2O3 、MnO2做详细介绍。
1）二氧化钛TiO2
TiO2一般用作光催化反应，但是它对水中有机物的催化臭氧化也有很好的效果，既可以单独作为臭氧化反应的催化剂，又可以和紫外光一起共同催化臭氧化。相对于单独臭氧氧化体系，多相催化臭氧化法对污染物的去除率和矿化程度有极大的提高。
2）氧化铝Al2O3
Al2O3通常被用作催化剂的载体，但有些研究者发现它同样具有一定的催化臭氧氧化的能力。Ni和Chen的研究表明，γ- Al2O3的存在使2-氯酚的有机碳去除率从单独臭氧氧化的21%提高到43%，而且臭氧的消耗量仅为单独臭氧氧化时的一半，催化剂连续使用三次后去除效果没有明显变化。
3）二氧化锰MnO2
在所有过渡金属氧化物中，MnO2被认为表现出了*好的催化活性，可以有效催化降解的有机物种类*多。
近年来，纳米材料的出现为开发新型高效的臭氧化催化材料提供了新的机遇，与传统的体相催化剂相比，纳米材料的使用提高了催化剂的催化效率。过渡金属氧化物纳米材料在催化领域的应用研究已有许多文献报道。在催化臭氧化中，一些以过渡金属氧化物为活性组分的纳米催化剂比如Co3O4、Fe2O3、TiO2、ZnO等取得了较好的催化效果。
