一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法技术

本发明专利技术公开一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法，属于水处理技术领域，用以解决臭氧氧化催化剂的流体力学性能差、催化效率低、稳定性不足的问题。本发明专利技术的毫米级介孔臭氧氧化催化剂含铈、钛、锆、氧，为毫米级介孔球形颗粒，具有独特的晶相结构，同时具有持久稳定的催化活性、优良的流体力学特性、孔结构、抗压强度、耐酸碱/配体稳定性、耐氧化性和热稳定性，可显著提高臭氧氧化的矿化程度，反复回用后活性成分价态组成不变。其制备方法为，通过海藻酸钙模板法制备毫米级介孔钛锆复合物小球，再通过浸渍法将铈元素与钛锆复合物复合而制得。本发明专利技术的催化剂可应用于固定床或流化床反应器处理废水，污染物积累时可进行热再生。

Millimeter scale mesoporous ozone oxidation catalyst, preparation and application method thereof

The invention discloses a millimeter mesoporous ozone oxidation catalyst and preparation method and application method thereof, which belongs to the technical field of water treatment, used to solve the hydrodynamic performance of ozone oxidation catalyst, catalytic efficiency is low, the lack of stability. The invention of the millimeter level mesoporous ozone oxidation catalyst containing cerium, zirconium, titanium, oxygen, millimeter sized mesoporous spherical particles, has a unique crystal structure, and has catalytic activity, stable hydrodynamic characteristics, excellent pore structure, compressive strength, acid and alkali / ligand stability, oxidation resistance and the thermal stability, can significantly improve the degree of mineralization of ozone oxidation, recycle the active ingredient after valence composition unchanged. The preparation method comprises the following steps: preparing a millimeter scale mesoporous titanium zirconium composite ball by calcium alginate template method; and combining the cerium element with the titanium zirconium compound by impregnation. The catalyst of the invention can be applied to a fixed bed or a fluidized bed reactor to treat waste water, and heat regeneration can be carried out when pollutants are accumulated.

【技术实现步骤摘要】
一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法
本专利技术属于水处理
，更具体地说，涉及一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂及其制备和应用方法。
技术介绍
随着当今水污染问题引起日益关注，水污染控制愈发受到重视，废水在排放前必须进行深度处理以达到排放标准。臭氧氧化技术现在日渐普遍用于废水处理的末端，用于深度降解废水中的有机污染物，尤其对于难生化降解有机物成为一种首选工艺。但是，臭氧氧化普遍存在污染物矿化程度低的问题，不仅不利于化学需氧量(COD)的达标，且部分有机物的不完全降解产生的中间产物可能具有更高的毒性，造成废水的毒性反而升高。因此，有机物的彻底矿化成为臭氧氧化的最理想目标，设法提高臭氧氧化过程的有机污染物矿化程度具有重要的意义。臭氧氧化主要有两种机理，一种为直接氧化机理，即臭氧直接与污染物反应；另一种为间接氧化机理，即臭氧先转化为羟基自由基等活性氧物种再与污染物反应。由于直接氧化具有高度的选择性，故降解的矿化程度低，而通过羟基自由基氧化具有非选择性，且羟基自由基的氧化能力较臭氧更强，所以矿化程度高。为了提高臭氧转化为羟基自由基的效率，提高污染物降解的矿化程度，有必要开发高效的臭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂，催化剂为金属氧化物，其特征在于：所述催化剂呈固体球形颗粒状，所述催化剂的球形颗粒的直径为0.7～1.2mm，活性成分为铈钛锆复合氧化物，在透射电子显微镜下观察有平行的晶格条纹，条纹间距为0.332～0.339nm。

【技术特征摘要】
1.一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂，催化剂为金属氧化物，其特征在于：所述催化剂呈固体球形颗粒状，所述催化剂的球形颗粒的直径为0.7～1.2mm，活性成分为铈钛锆复合氧化物，在透射电子显微镜下观察有平行的晶格条纹，条纹间距为0.332～0.339nm。2.根据权利要求1所述的一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂，其特征在于：所述催化剂中含有铈、钛、锆和氧，含有或不含有钙，铈元素质量分数为10％～15％，钛元素质量分数为30％～50％，锆元素质量分数为5％～15％，氧元素质量分数为30％～50％，钙元素质量分数小于2％。3.根据权利要求2所述的一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂，其特征在于：球形颗粒上具有孔，孔的平均孔径为4.0～7.0nm，球形颗粒的比表面积为160～200m2/g，孔容积为0.31～0.34cm3/g。4.根据权利要求3所述的一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂，其特征在于：所含铈元素的价态由三价和四价组成，其中三价铈占铈元素总比例的45％～55％。5.一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂的制备方法，其特征在于：(1)制备海藻酸钙凝胶模板球：在室温下，向搅拌状态下的CaCl2水溶液中逐滴加入海藻酸钠水溶液，形成一定量凝胶球后停止滴加海藻酸钠溶液，继续搅拌12～24h使模板球内部海藻酸钠溶液完全转化为海藻酸钙凝胶，水洗得到海藻酸钙凝胶模板球；(2)制备钛锆复合氧化物球：将步骤(1)中制得的海藻酸钙凝胶模板球用无水乙醇洗涤除去内部水分后，置于钛锆醇盐混合溶液中浸润12～24h，然后转移至异丙醇水溶液中浸泡12～24h，取出后在室温下干燥24～72h，再在55～65℃温度下干燥4～8h，然后在350～600℃温度下煅烧3～8h，冷却至室温后用硝酸溶液清洗，水洗，干燥，得到钛锆复合氧化物球；(3)浸渍：将步骤(2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丙才，单超，许友，杨志超，张炜铭，吕路，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32