以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法，制备方法包括以下内容：取高岭土粉末、氢氧化铝粉末、金属离子活性组分、造孔剂利用搅拌机充分混合；将混合组分料输送进入糖衣机，喷入粘合剂，将混合粉末制成粒径为2~4mm的定型催化剂母体；然后进入干燥—升温预热—恒定高温焙烧—自然降温即可。本发明专利技术具有制作工艺简单，安全环保，原材料易得的特点，在污水深度处理中，该催化剂在臭氧催化氧化技术的应用中，不仅提高了臭氧的利用率，缩短了工艺的停留时间，同时在针对某些高含盐污水中，也同样具有很高的氧化效率，如反渗透双模的浓水、造纸废水、印染废水和采油废水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属负载型催化剂的制备方法，具体是指一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法。
技术介绍
近年来，随着工业的发展，工业废水中一些生物难降解的或有毒的有机污染物(如RO膜浓水、采油废水、农药，合成洗涤剂和某些染料行业废水等)很难被生物降解，外排自然界的工业废水很难满足我国现行的环保要求。为了保护环境和水资源能够回收再利用，工业废水需经过三级深度处理才能满足水污染治理和废水回用的要求。臭氧氧化技术作为有效的废水深度处理手段之一，具有氧化能力强，反应速度快，使用方便（包括臭氧的制造，输出和投配等），不产生二次污染等一系列优点而受到人们的重视。但是臭氧氧化有极强的选择性，对含有双键的有机物特别青睐，氧化速率极快，而对无双键的有机物的氧化则很慢，甚至氧化速率低于臭氧的分解速率，氧化效率很低。对于臭氧氧化的效率无法稳定达到处理要求，如何增强臭氧的氧化效率以及改变臭氧对有机污染物的选择性的问题，臭氧催化氧化工艺将改变臭氧利用率低、选择性等一系列问题，而催化氧化最核心的问题是催化剂。臭氧在氧化体系中，在催化剂的催化作用下产生羟基自由基（·HO）中间体，并以（·HO）为主要氧化剂与有机物发生反应。有鉴于此，通过改变催化剂的组分以及金属活性成份，降低生产成本，同时更新生产工艺，解决臭氧利用率低，缩短工艺停留时间等问题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法，它具有制作工艺简单，安全环保，原材料易得的特点。在各行业污水深度处理中，该催化剂在臭氧催化氧化技术的应用中，不仅提高了臭氧的利用率，缩短了工艺的停留时间，同时在针对某些高含盐污水中，也同样具有很高的氧化效率，如反渗透双模的浓水、造纸废水、印染废水和采油废水等。为达到上述目的，本专利技术是一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法，它由高岭土粉末、氢氧化铝粉末、金属离子活性组分、造孔剂和粘合剂加工而成，其特征在于：按重量组份取高岭土粉末15-25、氢氧化铝粉末50-80、金属离子活性组分3-10、造孔剂0.1-5.0利用搅拌机充分混合；然后将混合组分料输送进入糖衣机，喷入粘合剂30-40，将混合粉末制成粒径为2~4mm的定型催化剂母体；最后进入干燥—升温预热—恒定高温焙烧—自然降温即可。作为本专利技术的改进内容，催化剂的载体组分采用不同的原料粉末，改进各组分的配比，具体配比见下表：作为本专利技术的改进内容，所述催化剂的金属离子活性组份为氧化铜、硝酸铜、氯化铜、氧化镓、二氧化钛、二氧化锰、三氧化二铁中一种或多种成份的组合。作为本专利技术的改进内容，所述催化剂的造孔剂选用聚乙二醇、碳酸氢钠、葡萄糖、木屑粉中的一种或几种混合物。作为本专利技术的改进内容，所述催化剂的粘合剂选用水，部分几种金属离子活性成份和部分几种造孔剂等先溶解于水中，投入到糖衣机中，成为催化剂母球后，通过高温焙烧使金属活性成份与载体原料成份形成稳定的络合物。作为本专利技术的改进内容，所述催化剂定型为2~4mm的母体球时，在干燥机105℃条件下干燥2~4小时。作为本专利技术的改进内容，所述催化剂母体球在干燥后2~4小时后，进入液化气焚烧炉，480~550℃条件下恒温焙烧4~6小时。作为本专利技术的改进内容，所述催化剂适用于各行业污水深度处理臭氧催化氧化工艺之中，尤其对反渗透浓水、造纸废水、印染废水和采油废水等一系列高含盐污水的处理，提高臭氧利用率和工艺停留时间。具体实施例为使本专利技术的生产工艺及优点表达的更加清晰，下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。1、按重量组份称取高岭土粉末20、氢氧化铝粉末75、金属离子活性组分5、造孔剂0.1利用搅拌机充分混合；2、将混合组分料输送进入糖衣机，喷入粘合剂35，将混合粉末制成粒径为2~4mm的定型催化剂母体；3、然后进入干燥—升温预热—恒定高温焙烧—自然降温即可催化剂的载体改进配比，各组分的化学组份配比见下表：所述以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的载体，主要成份是Al2O3和SiO2，这两种物质在高温焙烧下，产生硅酸铝并与其他金属活性成份共同作用成型为稳定的络合物。所述以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的金属活性组分，有几种金属活性组分先溶解于粘结剂水中，再通过加入糖衣机中，将催化剂粉末加工成2~4mm的催化剂母球，与硅酸铝共同作用成型为稳定的络合物。溶解于粘结剂水中的金属活性成份能够扩散到催化剂每个部位，均匀的与载体原料形成络合物，达到产品稳定的作用。所述催化剂的造孔剂选用聚乙二醇、碳酸氢钠、葡萄糖、木屑粉中的几种混合物。造孔剂的作用是在保证催化剂母体的强度的情况下，增加催化剂的比表面积及孔容性，吸水率进一步提升。同时所选造孔剂在450~550℃的条件下焙烧时，全部化为二氧化碳和水蒸气，不存在于催化剂内。所述催化剂的粘结剂为自然界最常用的水，在催化剂从粉末加工成2~4mm的母球时，控制粘结剂的用量，保证粉末固定：粘结剂的比例维持在2:1~3:1之间，否则很难成型为均匀的2~4mm的催化剂产品。所述催化剂定型为2~4mm的母体球时，在干燥机105℃条件下干燥2~4小时，然后催化剂母体球进入液化气焚烧炉，480~550℃条件下恒温焙烧4~6小时。在恒温焙烧过程中，催化剂母球中存在的水份、造孔剂等将会化为二氧化碳和水蒸气溢出，金属离子活性组份将与载体材料形成以硅酸铝为载体的络合物，即本专利技术产品。为了进一步证明本专利技术的催化剂的制备方法在污水深度处理中的作用，将本专利技术的催化剂与其他催化剂、不加催化剂时的处理效果进行分析对比。按前述要求，制成1.0m3以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂定为实验例，以备后续试验评价待用。实施例通过平行样法进行评价对比，除了催化剂的种类不一样外，所有工艺条件一致。针对反渗透浓水、造纸废水、印染废水以及煤制甲醇废水进行对比评价。具体操作方法如下：1、制作4套1.5m3容积臭氧催化氧化实验装置，分别不填装任何催化剂、填装市场常用的活性氧化铝、填装浸渍法催化剂和本专利技术的实验例催化剂；2、工艺条件：臭氧投加量50mgO3/L水，表观水力停留时间60min；3、分别对反渗透浓水、造纸废水、印染废水和煤制甲醇废水进行对比评价。反渗透浓水对比评价实验数据见表1。表1反渗透浓水对比评价实验数据备注：臭氧效率是指1L污水投加1.0g臭氧能够降解几克COD。造纸废水对比评价实验数据见表2。表2造纸废水对比评价实验数据备注：臭氧效率是指1L污水投加1.0g臭氧能够降解几克COD。印染废水对比评价实验数据见表3。表3印染废水对比评价实验数据备注：臭氧效率是指1L污水投加1.0g臭氧能够降解几克COD。煤制甲醇废水对比评价实验数据见表4。表4煤制甲醇废水对比评价实验数据备注：臭氧效率是指1L污水投加1.0g臭氧能够降解几克COD。从表1~表4中数据看出，臭氧氧化技术不添加催化剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法，其特征在于：由高岭土粉末、氢氧化铝粉末、金属离子活性组分、造孔剂和粘合剂加工而成，按重量组份取高岭土粉末15‑25、氢氧化铝粉末50‑80、金属离子活性组分3‑10、造孔剂0.1‑5.0利用搅拌机充分混合；然后将混合组分料输送进入糖衣机，喷入粘合剂30‑40，将混合粉末制成粒径为2~4mm的定型催化剂母体；最后进入干燥—升温预热—恒定高温焙烧—自然降温即可。

【技术特征摘要】
1.一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法，其特征在于：由高岭土粉末、氢氧化铝粉末、金属离子活性组分、造孔剂和粘合剂加工而成，按重量组份取高岭土粉末15-25、氢氧化铝粉末50-80、金属离子活性组分3-10、造孔剂0.1-5.0利用搅拌机充分混合；然后将混合组分料输送进入糖衣机，喷入粘合剂30-40，将混合粉末制成粒径为2~4mm的定型催化剂母体；最后进入干燥—升温预热—恒定高温焙烧—自然降温即可。
2.根据权利要求1所述的一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法，其特征在于：本发明的载体主要成份是Al2O3和SiO2，这两种物质在高温焙烧下，产生硅酸铝并与其他金属活性成份共同作用成型为稳定的络合物。
3.根据权利要求1所述的一种以硅酸铝为载体的金属负载型催化剂的制备方法，其特征在于：金属离子活性组份为氧化铜、硝酸铜、氯化铜、...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新亮，文建红，刘庭，
申请(专利权)人：苏州科环环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32