水处理领域中的一种用于类Fenton法深度处理印染废水催化剂的制备及其应用。催化剂以过渡金属Cu、Fe、Ni为活性组分，以锆铝复合氧化物为载体，通过等体积浸渍焙烧法制备，主要用于难降解印染废水的处理。本发明专利技术所制得的催化剂在反应温度=20℃，pH=2～7，H2O2(mg/L):COD(mg/L)=0.3～1.5，停留时间=1h的反应条件下，处理COD浓度大于240mg/L的印染废水，处理后出水COD<50mg/L；该催化剂在中试实验中连续运行100h后催化活性保持不变，可在类Fenton法深度处理印染废水的工业化应用中进行推广。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】水处理领域中的一种用于类Fenton法深度处理印染废水催化剂的制备及其应用。催化剂以过渡金属Cu、Fe、Ni为活性组分，以锆铝复合氧化物为载体，通过等体积浸渍焙烧法制备，主要用于难降解印染废水的处理。本专利技术所制得的催化剂在反应温度=20℃，pH=2～7，H2O2(mg/L):COD(mg/L)=0.3～1.5，停留时间=1h的反应条件下，处理COD浓度大于240mg/L的印染废水，处理后出水COD<50mg/L；该催化剂在中试实验中连续运行100h后催化活性保持不变，可在类Fenton法深度处理印染废水的工业化应用中进行推广。【专利说明】类Fenton法深度处理印染废水催化剂的制备和应用
本专利技术涉及以过渡金属Cu、Fe、Ni为活性组分，以锆铝复合氧化物为载体的负载型催化剂及其制备方法，可用于类Fenton法深度处理难降解印染废水，属于水处理技术和功能材料领域。
技术介绍
近年来高级氧化技术(Advanced Oxidation Process, AOPs)处理难降解有机废水受到了人们的普遍关注，其中催化湿式过氧化氢氧化技术(Catalytic Wet PeroxideOxidation,简称CWP0)采用氧化性较强的过氧化氢做氧化剂,在反应过程中过氧化氢分解为氧化性更强的羟基自由基(.0H)，进而将有机污染物氧化为小分子有机物质甚至直接矿化为H2O和C02，整个过程中不会产生刺激性有害气体。CWPO技术是1894年Fenton首先发现和提出的，因此又称为Fenton技术，使用多相催化剂的催化湿式过氧化氢氧化技术又称作类Fenton技术,该技术改进了湿式氧化技术(WetO2Oxidation,简称WA0)需要在高温高压下才能进行以及对设备要求苛刻的条件，降低了经济成本，受到越来越多的关注。催化剂可以改变反应路径，降低反应条件，因此在催化湿式过氧化氢氧化技术中催化剂研制是关键，根据催化剂的形态可以将其分为均相催化湿式过氧化氢氧化技术和多相催化湿式过氧化氢氧化技术。均相催化中活性组分与反应物接触充分，具有反应速率高，活性大的优点；但该技术受PH限制严格，在pH=3左右才有好的催化效果，并且催化过程中会产生大量的金属泥而增加了处理成本；多相催化具有易分离，可以在宽PH范围内使用，活性高、稳定性强的优点，能够克服均相催化的各种缺点。因此，近年来多相催化剂已经成为研究的热点；开发活性高、稳定性好、廉价的催化剂是本研究的重点。目前，关于类Fenton技术的报道大部分都是以苯酚作为模型废水进行的，对印染废水等工业废水的研究很少；多相类Fenton技术的催化剂载体一般都是以氧化铝、氧化钛以及活性炭作为载体。如专利号为CN1562798A的专利采用氧化铝作为载体担载活性组分铁处理苯酚和硝基酚废水，能够取得很好的催化效果；专利号为CN102101053A的专利，利用氧化铝、氧化钛或活性炭为载体担载贵金属钌或钴为活性组分，并添加第二组成Ce或Fe制得处理有机废水的催化剂，虽然效果良好，但是成本较高。本文采用共沉淀法制备了一种具有高表面积和强度的锆铝复合氧化物载体，并用其担载过渡金属做为催化剂，制备了一种能够在常温常压下高效降解印染废水的催化剂，该催化剂具有很好的催化活性和稳定性，并且具有长的使用寿命，适合工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于类Fenton法深度处理难降解有机废水的催化剂的制备方法，旨在提高催化剂的活性和稳定性，以提高类Fenton反应的活性、降低废水中金属泥的含量，从而促进类Fenton技术的广泛应用。本专利技术提供了一种过渡金属氧化物/锆铝复合氧化物催化剂的制备方法。该催化剂以过渡金属Cu、Fe、Ni为活性组分，以锆铝复合氧化物为载体，采用等体积浸溃法制得；该催化剂能够高效降解印染废水，并且稳定性良好，按照如下步骤制备:锆铝复合氧化物载体制备步骤为:(I)将0.2~0.8mol的ZrOCl2.8Η20及0.2~0.8mol Al (NO3)3.9Η20溶解到I~2.5L的纯水中，加入O~2mol的硝酸防止水解，并加入O~200ml双氧水，搅拌20min配制成锆铝复合盐溶液；(2)向加热到6(T80°C的锆铝复合盐溶液中，以10ml/min的速率逐滴加入广2.5L的12.5wt.%氨水中，或者将锆铝复合盐溶液以15ml/min的速率逐滴加到f 2.5L的12.5wt.%氨水中，生成白色胶状物；(3)胶体常温老化12h，真空过滤并洗涤，所得滤饼挤条；(4)挤出物在25~120°C进行一步或两步干燥2~24h，然后在500~800°C进行一步或两步煅烧2~8h制得锆铝复合氧化物载体。催化剂制备步骤为:(1)将活性组分前驱体溶解到去离子水中，配置成不同浓度的前驱体盐溶液。本专利技术中所述的活性组分盐类分别为分析纯的硝酸铁、硝酸镍、硝酸铜；(2)将一种或两种以上前驱体盐溶液作为活性组分，常压等体积浸溃或真空等体积浸溃到锆铝复合氧化物载体上，浸溃0.5h~12h，活性组分负载量为0.5~4wt.% ；(3)将浸溃后的固体在25~120°C下干燥I~5h，然后于300~500°C下焙烧2~7h。过渡金属氧化物/锆铝复合氧化物催化剂用于处理印染废水(C0D>240mg/L，B0D5/C0D〈0.3)；反应条件为:反应温度=20°C，反应初始ρΗ=2.0-7.0,空速=0.5~2.0h—1，H2O2 (mg/L): COD (mg/L) =0.3 ~1.5。应用本专利技术所制备的催化剂深度处理印染废水，反应条件温和，在常温常压、宽pH范围内都能够有效的去除废水中难以生化降解的有机物，并且该催化剂具有很高的稳定性。本专利技术的催化剂具有以下优点:①该催化剂对于难降解有机废水具有高的催化活性。在间歇式反应器中反应Ih后，印染废水的出水C0D〈50mg/L ；②该催化剂在类Fenton法降解有机物的过程中具有好的稳定性和耐酸性，在固定床反应器中连续运行IOOh后，催化活性不变；③该催化剂制备步骤简单，且活性组分溶出极少，稳定性高，可反复利用，不会造成二次污染；④该催化剂不含有贵金属，生产成本较低，易于工业化。【专利附图】【附图说明】图1为中试实验流程图。【具体实施方式】本专利技术采用间歇式玻璃反应装置以 及固定床反应器进行类Fenton法深度处理印染废水实验。采用岛津公司生产的T0C-VCPH/CPN分析仪测定废水T0C。采用GBl 1914-89重铬酸钾法测定废水C0D。采用Varian Cary50型紫外-可见分光光度计和原子吸收分光光度计测定活性组分的流失。采用雷磁PHS-3C精密pH计测定水样pH。采用哈希公司生产的BODTrakTM仪器分析水样BOD5。实验技术方案为:载体制备一催化剂制备一印染废水间歇反应实验一印染废水连续反应实验一印染废水中试实验。印染废水间歇反应实验:玻璃反应器中加入IOOml印染废水，加入0.1?0.3g催化剂，反应温度=20°C，初始反应pH=2?7，H2O2 (mg/L): COD (mg/L) =0.3?1.5，反应时间为0.25 ?3h0印染废水连续反应实验:固定床反应器中催化剂体积=20ml，调废水pH为2?7，废水空速 SV=ASmirT1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于类Fenton法深度处理印染废水的催化剂，其特征在于：以过渡金属Cu、Fe、Ni的氧化物为活性组分，以锆铝复合氧化物为载体，Cu、Fe、Ni于催化剂中的负载量为0.5～4wt.%；采用等体积浸渍焙烧法制备出用于降解印染废水，且具有高活性、高稳定性的类Fenton催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙承林，刘培娟，卫皇曌，于永辉，蒋文天，杨旭，王亚旻，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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