1.2 氧空位理论

氧空位理论属于自由基理论中的特例。氧化物的表面常存在大量的晶格缺陷，这些缺陷对催化剂上臭氧的分解途径产生了很大的影响。以NiFe₂O₄为例^[7]，其反应机理如下：

第一步：

第二步：

第三步：

第四步：

第五步：

NiFe₂O₄催化臭氧降解DBP时遵循自由基反应，但与一般羟基自由基生成机理有所不同，铁离子没有起关键作用，而是Ni³⁺/Ni²⁺和O^2-/O₂之间相互转换的平衡反应促进了羟基自由基的生成。反应的活性位点为Ni²⁺，晶格氧失去电子被氧化成氧气，原晶格氧位置形成了空穴，在富氧状态下空穴导电迅速还原成晶格氧，从而确保了氧的连续供应及催化活性。如图2所示晶格氧与氧空位的循环转变过程是整个反应的关键步骤。

图２ 氧空位理论产生羟基自由基的机理^[1]