一种臭氧氧化有机物的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种臭氧氧化有机物的催化剂及其制备方法，该催化剂由多金属氧化物、活性炭、膨润土、金属氧化物粘合剂和活性炭粘合剂混合而成，其中多金属氧化物、活性炭、膨润土的质量比为1:(0.2～5):(0.2～5)，混合时添加金属氧化物粘合剂为多金属氧化物总质量的0.2～5％，活性炭粘合剂为催化剂总质量的0.2～5％。混合后进行机械造粒，颗粒再经烘干和微波辐射后成品。本发明专利技术有益的效果：该催化剂结合臭氧氧化有机物的工艺，可以提高臭氧氧化有机物的效率，应用于废水处理时，臭氧去除废水COD的效率一般大于45％，同时可以提高废水B/C比和废水脱色率，使用寿命一般大于5年。

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧氧化有机物的催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂
，特别涉及一种臭氧氧化有机物的催化剂及其制备方法。
技术介绍
臭氧是一种强氧化剂，具有氧化有机物的功能。在没有使用催化剂时，臭氧对有机物的氧化具有选择性，对饱和键结构有机物的氧化能力较弱，对不饱和键结构的有机物容易氧化，生成小分子有机物，但臭氧对小分子有机物反应速率较低，臭氧去除废水COD的效率不高，仅仅为废水B/C比的提高。使用催化剂的臭氧氧化有机物的工艺，称为臭氧催化氧化工艺，它结合了臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性，已经广泛应用于废水处理。臭氧在催化剂表面诱发生成强氧化性的·OH自由基，·OH自由基与废水中的有机物的反应没有选择性，大部分有机物可以被氧化生成醛和有机酸等小分子，小分子有机酸继续被氧化生成CO2，因此臭氧较为完全地氧化了有机物，提高了废水COD去除效率，同时也提高了废水B/C比和废水脱色率。活性炭可以作为臭氧催化氧化的催化剂，活性炭具有丰富的微孔结构(小于2nm)和较大的比表面积，对有机物有较强的吸附性，臭氧去除废水COD的效率一般25％。但活性炭催化剂也存在着吸附饱和的问题，在使用一定时间后，部分微孔被有机物堵塞，微孔内的有机物难以被臭氧或·OH自由基氧化和解析，催化氧化功能降低，因此活性炭催化剂的使用寿命较短(一般9个月)，水处理成本高。锰、钛、铝、锌、铜、钴等金属氧化物可以作为臭氧催化氧化的催化剂，具有较强的催化氧化功能，而且使用寿命长(一般5年以上)，但单一的金属氧化物对有机物的臭氧催化氧化有选择性，部分有机物不能被氧化。同时，金属氧化物催化剂的孔径大(大于50nm)，比表面积小，对有机物的吸附性能弱，催化氧化效率受限，臭氧去除废水COD的效率一般30％。膨润土具有吸附有机物的功能，同时也是一种粘结剂，在催化剂中加入膨润土组份，有利于提高催化剂的吸附性，又可以增加催化剂的强度。本专利技术人经过多年的研究和实践，一是利用多金属氧化物的催化氧化的高效性和广谱性，大部分有机物可以被臭氧完全的氧化。二是通过复合活性炭和膨润土二种组份，催化剂制造时容易造孔控制，催化剂以中孔(孔径2～50nm)为主，孔径介于活性炭微孔和金属氧化物大孔之间，催化剂既具有吸附有机物、催化氧化有机物的功能，又可以减少催化剂孔被有机物堵塞的几率，延长催化剂的使用寿命，臭氧去除废水COD的效率一般大于45％，使用寿命一般大于5年。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，而提供一种臭氧氧化有机物的催化剂及其制备方法，尤其涉及一种多金属氧化物和活性炭、膨润土复合的催化剂及其制备方法，使得催化剂具有高效的臭氧催化氧化功能和较长的使用寿命。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。这种臭氧氧化有机物的催化剂，由多金属氧化物、活性炭、膨润土、金属氧化物粘合剂和活性炭粘合剂混合而成，其中多金属氧化物、活性炭、膨润土的质量比为1:(0.2～5):(0.2～5)，混合时添加金属氧化物粘合剂为多金属氧化物总质量的0.2～5％，活性炭粘合剂为催化剂总质量的0.2～5％。该催化剂结合臭氧氧化有机物的工艺，可以提高臭氧氧化有机物的效率。作为优选，所述的催化剂的形状为圆球状、圆柱状、多边形片状或其它形状，圆球状颗粒直径2～20mm，圆柱状颗粒直径1～10mm，柱长2～20mm，多边形片状颗粒边长2～20mm。作为优选，所述活性炭和膨润土，颗粒大小150～500目。作为优选，所述的多金属氧化物是二氧化钛、三氧化二铝、氧化锌、氧化铜、四氧化三钴中一种或一种以上金属氧化物，与二氧化锰的混合物，其中二氧化锰和其它金属氧化物的质量比1:(0.1～10)，各组份金属氧化物的颗粒大小150～400目。本专利技术所述这种臭氧氧化有机物的催化剂的制备方法，步骤如下：将多金属氧化物、活性炭和膨润土进行机械搅拌混合，其质量比为1:(0.2～5):(0.2～5)，混合时添加占多金属氧化物总质量的0.2～5％的金属氧化物粘合剂、占催化剂总质量的0.2～5％的活性炭粘合剂和自来水并控制总含水率15～30％；混合后进行机械造粒，颗粒再经烘干和微波辐射后成品。作为优选，所述的机械造粒，是利用造粒机、压片机或制丸机等设备，将多金属氧化物和活性炭、膨润土的混合物进行机械挤压并造成颗粒。作为优选，所述的烘干，是将机械造粒的颗粒经烘干机烘焙，控制烘干机内温度70～140℃，烘焙时间4～16小时，烘干后的颗粒含水率小于12％，强度大于85％。作为优选，所述的微波辐射，是将烘焙后的颗粒，再经微波炉的微波辐射，辐射时间3～15分钟，颗粒温度180～780℃，经过微波辐射并冷却后的颗粒即为催化剂成品，成品催化剂中孔(孔径2～50nm)占75％以上，孔容积0.2～0.65cm3/g，比表面积100～800m2/g，含水率小于8％，强度大于85％，装填密度450～900kg/m3。更进一步的，所述的该催化剂结合臭氧氧化有机物的工艺可以提高臭氧氧化有机物的效率，应用于废水处理时，在臭氧氧化池(罐)内装填该催化剂，臭氧去除废水COD的效率一般大于45％，同时可以提高废水B/C比和废水脱色率，使用寿命一般大于5年。本专利技术的有益效果：本专利技术的催化剂具有催化臭氧氧化有机物的功能和使用寿命长的特点，应用于废水处理时，臭氧去除废水COD的效率一般大于45％，同时可以提高废水B/C比和废水脱色率，使用寿命一般大于5年。催化剂生产工艺简单安全，生产过程中没有废水产生，产生少量废气通过布袋式除尘器即可处理达标。具体实施方式下面通过具体实例对本专利技术进行进一步的阐述：本专利技术所述的这种臭氧氧化有机物的催化剂，由多金属氧化物、活性炭、膨润土、金属氧化物粘合剂和活性炭粘合剂混合而成，其中多金属氧化物、活性炭、膨润土的质量比为1:(0.2～5):(0.2～5)，混合时添加金属氧化物粘合剂为多金属氧化物总质量的0.2～5％，活性炭粘合剂为催化剂总质量的0.2～5％。本专利技术所述的臭氧氧化有机物的催化剂的制备方法，具体步骤如下：1、制备多金属氧化物：所述的多金属氧化物是二氧化钛、三氧化二铝、氧化锌、氧化铜、四氧化三钴中一种或一种以上金属氧化物，与二氧化锰的混合物，其中二氧化锰和其它金属氧化物的质量比1:(0.1～10)，将这些多金属氧化物的混合物倒入搅拌桶内搅拌10～30分钟，各组份金属氧化物的颗粒大小150～400目。在搅拌时，添加金属氧化物粘合剂(量值为多金属氧化物总质量的0.2～5％)，有利于机械造粒，也可增加催化剂的强度。2、制备多金属氧化物和活性炭、膨润土的混合物：将配置的多金属氧化物和活性炭、膨润土按一定的质量配比后，倒入搅拌桶内搅拌20～40分钟。多金属氧化物和活性炭、膨润土的质量比1:(0.2～5):(0.2～5)。在搅拌时，添加活性炭粘合剂(量值为催化剂总质量的0.2～5％)和普通自来水水(控制总含水率15～30％)，有利于机械造粒，也可增加催化剂的强度。活性炭选用木质活性炭或煤质活性炭，颗粒大小150～500目，碘吸附值大于900mg/g，亚甲蓝吸附值大于120mg/g，苯酚吸附值大于140mg/g，膨润土颗粒大小150～500目。3、机械造粒：将配置的混合物，利用造粒机、压片机、制丸机等设备进行固化和造粒，固体颗粒有圆球状、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种臭氧氧化有机物的催化剂，其特征在于：该催化剂由多金属氧化物、活性炭、膨润土、金属氧化物粘合剂和活性炭粘合剂混合而成，其中多金属氧化物、活性炭、膨润土的质量比为1:(0.2～5):(0.2～5)，金属氧化物粘合剂为多金属氧化物总质量的0.2～5％，活性炭粘合剂为催化剂总质量的0.2～5％。

【技术特征摘要】
1.一种臭氧氧化有机物的催化剂，其特征在于：该催化剂由多金属氧化物、活性炭、膨润土、金属氧化物粘合剂和活性炭粘合剂混合而成，其中多金属氧化物、活性炭、膨润土的质量比为1:(0.2～5):(0.2～5)，金属氧化物粘合剂为多金属氧化物总质量的0.2～5％，活性炭粘合剂为催化剂总质量的0.2～5％。2.根据权利要求1所述的臭氧氧化有机物的催化剂，其特征在于：所述的催化剂的形状为圆球状、圆柱状或多边形片状，圆球状颗粒直径2～20mm，圆柱状颗粒直径1～10mm，柱长2～20mm，多边形片状颗粒边长2～20mm。3.根据权利要求1所述的臭氧氧化有机物的催化剂，其特征在于：所述活性炭和膨润土，颗粒大小150～500目。4.根据权利要求1所述的臭氧氧化有机物的催化剂，其特征在于：所述的多金属氧化物是二氧化钛、三氧化二铝、氧化锌、氧化铜、四氧化三钴中一种或一种以上金属氧化物，与二氧化锰的混合物，其中二氧化锰和其它金属氧化物的质量比1:(0.1～10)，各组份金属氧化物的颗粒大小150～400目。5.一种制备如权利要求1所述的臭氧氧化有机物的催化剂的方法，其特征在于：步骤如下：将多金属氧化物、活性炭和膨润土进行机...

【专利技术属性】
技术研发人员：奕家鸣，奕锦伟，
申请(专利权)人：杭州绿色环保技术开发有限公司，奕锦伟，
类型：发明
国别省市：浙江,33