本发明专利技术提供了一种臭氧氧化苯乙烯催化剂的制备方法，包括如下步骤：将γ‑Al2O3置于金属盐的水溶液中，进行浸渍，得到负载金属离子的γ‑Al2O3；所述金属盐为铜、钴或锰的水溶性盐；将负载金属离子的γ‑Al2O3进行焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂。本发明专利技术所提供的制备方法得到的臭氧氧化苯乙烯催化剂使用过程不需要使用紫外线照射，且在室温下，对浓度为5mg/L的苯乙烯模拟废液进行洗消处理，经30min，苯乙烯的洗消率即可达到76.8～82％。
Ozone oxidation styrene catalyst and preparation method and application thereof
The invention provides a preparation method of a styrene catalyst for ozonation, which comprises the following steps: putting gamma_Al2O3 in an aqueous solution of a metal salt, impregnating it, and obtaining gamma_Al2O3 loaded with metal ions; the metal salt is a water-soluble salt of copper, cobalt or manganese; calcining the gamma_Al2O3 loaded with metal ions, and obtaining the metal ions. Ozonation of styrene catalysts. The catalyst for ozonation of styrene obtained by the preparation method does not need ultraviolet irradiation, and the simulated styrene waste liquid with a concentration of 5 mg/L is washed and treated at room temperature. After 30 minutes, the washout rate of styrene can reach 76.8-82%.
【技术实现步骤摘要】
一种臭氧氧化苯乙烯催化剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及有机物氧化处理
，尤其涉及一种臭氧氧化苯乙烯催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
苯乙烯作为一种重要的化工原料，其广泛应用于合成塑料、树脂、橡胶及复合材料等化学工业，且苯乙烯具有易挥发、有毒、易燃易爆等特性，一旦发生泄漏事故，必将造成环境污染和社会影响。因此，研究高效、便捷、绿色无污染的苯乙烯洗消技术已成为消防部队化学事故洗消处置关键技术研究中亟待解决的问题。国内外苯乙烯有机废气或废液的传统处理工艺主要有活性炭吸附、吸附浓缩-催化燃烧、化学氧化法、生物法等。上述方法中活性炭吸附法仅能将苯乙烯收集起来，还需要进一步对活性炭进行处理，才能完整对苯乙烯的净化；吸附浓缩-催化燃烧法工艺过程复杂，不易于工业化应用；化学氧化法、生物法对苯乙烯的处理效率低。近年来，在化学氧化法基础上发展起来了一种新技术，即臭氧氧化催化法，将臭氧氧化与催化剂结合使用，该方法具有净化效率高的优势，但是现有的臭氧氧化催化法所用催化剂通常为碳材料或TiO2，且需要同时使用紫外线照射才能使催化剂发挥催化作用，由于需要发射紫外线的装置，增加了苯乙烯废液的处理难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种臭氧催化氧化苯乙烯催化剂及其制备方法与应用。本专利技术所提供的臭氧氧化苯乙烯催化剂使用过程中不需要紫外线照射，且具有净化效率高的优势。本专利技术提供了一种臭氧氧化苯乙烯催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将γ-Al2O3置于金属盐的水溶液中，进行浸渍，得到负载金属离子的γ-Al2O3；所述金属盐为铜、钴或锰的水溶性盐；(2)将负载金属离子的γ-Al2O3进行焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂。优选的，所述γ-Al2O3的粒径为380～550μm。优选的，所述金属盐的水溶液中金属离子浓度为0.5～5mol/L。优选的，所述γ-Al2O3的质量与金属盐的水溶液的体积之比为1mg∶6～10mL。优选的，所述浸渍的时间为5～24h。优选的，所述焙烧包括如下步骤：将所述负载金属离子的γ-Al2O3依次进行第一焙烧、第二焙烧和第三焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂；所述第一焙烧的温度为150～200℃，第一焙烧的时间为25～35min；所述第二焙烧的温度为325～375℃，第二焙烧的时间为25～35min；所述第三焙烧的温度为580～620℃，第三焙烧的时间为3～6h。本专利技术还提供了一种臭氧氧化苯乙烯催化剂，由上述技术方案制备得到，所述臭氧氧化苯乙烯催化剂中的金属元素以MAl2O4和MO的形式存在，所述M为金属元素。优选的，所述臭氧氧化苯乙烯催化剂的比表面积为300～500m2/g。优选的，所述MAl2O4和MO的晶粒大小独立地为20～30nm。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的臭氧氧化苯乙烯催化剂在洗消苯乙烯中的应用，包括如下步骤：向含有臭氧氧化苯乙烯催化剂的苯乙烯废液中通入臭氧，进行苯乙烯的洗消；所述催化剂的质量与苯乙烯废液的体积之比为30～45g∶1L；所述苯乙烯废液的pH值为7～10；所述臭氧的流量为1.3～1.7L/min。本专利技术提供了一种臭氧氧化苯乙烯催化剂的制备方法，包括如下步骤：将γ-Al2O3置于金属盐的水溶液中，进行浸渍，得到负载金属离子的γ-Al2O3；所述金属盐为铜、钴或锰的水溶性盐；将负载金属离子的γ-Al2O3进行焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂。本专利技术将γ-Al2O3浸渍于铜、钴或锰的盐溶液中，使金属离子负载于γ-Al2O3载体上，然后经焙烧，使部分金属离子进入γ-Al2O3中，形成MAl2O4晶体，同时部分金属元素以MO的形式负载于γ-Al2O3上，该制备方法所得臭氧氧化苯乙烯催化剂不需要紫外线的照射，即可直接催化臭氧氧化苯乙烯为CO2和水，且苯乙烯的净化率高，极大地简化了苯乙烯废液的处理过程。试验结果表明，本专利技术所提供的制备方法得到的臭氧氧化苯乙烯催化剂使用过程不需要使用紫外线照射，且在室温下，对浓度为5mg/L的苯乙烯模拟废液进行洗消处理，经30min，苯乙烯的洗消率即可达到76.8～82％。附图说明图1γ-Al2O3载体的SEM表征图；图2实施例1所得臭氧氧化苯乙烯催化剂的SEM表征图；图3实施例1所得臭氧氧化苯乙烯催化剂的XRD表征图；图4实施例2所得臭氧氧化苯乙烯催化剂的SEM表征图；图5实施例2所得臭氧氧化苯乙烯催化剂的XRD表征图；图6实施例3所得臭氧氧化苯乙烯催化剂的SEM表征图；图7实施例3所得臭氧氧化苯乙烯催化剂的XRD表征图。具体实施方式本专利技术提供了一种臭氧氧化苯乙烯催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将γ-Al2O3置于金属盐的水溶液中，进行浸渍，得到负载金属离子的γ-Al2O3；所述金属盐为铜、钴或锰的水溶性盐；(2)将负载金属离子的γ-Al2O3进行焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂。本专利技术将γ-Al2O3置于金属盐的水溶液中，进行浸渍，得到负载金属离子的γ-Al2O3。在本专利技术中，所述γ-Al2O3的粒径优选为380～550μm，更优选为450～500μm；所述γ-Al2O3的平均孔径优选为50～200nm，更优选为100～150nm；所述γ-Al2O3的比表面积优选为300～600m2/g，更优选为500～600m2/g。本专利技术对所述γ-Al2O3的来源没有特殊限定，可以直接采用市售γ-Al2O3。在本专利技术中，所述金属盐优选为铜、钴或锰的水溶性盐；所述金属盐优选为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、硝酸钴、硫酸钴、硫酸锰或硝酸锰。在本专利技术中，所述金属盐的水溶液中金属离子浓度优选为0.5～5mol/L，更优选为1～3mol/L。本专利技术对所述金属盐的水溶液的配制方法没有特殊限定，能够得到均一的金属盐溶液即可。在本专利技术实施例中，优选将金属盐与水混合后，在75～85℃进行溶解，然后降至室温，得到金属盐溶液。在本专利技术中，所述75～85℃的条件，有利于金属盐的快速溶解。在本专利技术中，所述γ-Al2O3的质量与金属盐溶液的体积之比优选为1mg∶6～10mL，更优选为1mg∶8～9mL。在本专利技术中，所述金属盐的水溶液为过量金属盐的水溶液，能够保证γ-Al2O3在金属盐的水溶液中充分浸渍。在本专利技术中，所述浸渍的时间优选为5～24h，更优选为8～20h，最优选为13～26h。本专利技术对所述浸渍的温度没有特殊限定，在本专利技术实施例中优选在室温进行浸渍。在本专利技术的浸渍过程中，金属离子吸附于γ-Al2O3表面，完成金属离子的负载。完成浸渍后，本专利技术优选将浸渍所得混合物依次进行过滤、干燥，得到负载金属离子的γ-Al2O3。本专利技术对过滤的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的过滤方式即可。本专利技术对所述干燥的方式没有特殊限定，能够将所述负载金属离子的γ-Al2O3干燥至恒重即可。在本专利技术中，所述干燥优选为鼓风干燥；所述干燥的温度优选为110～130℃；所述干燥的时间优选为7～9h。得到负载金属离子的γ-Al2O3后，本专利技术将所述负载金属离子的γ-Al2O3进行焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂。在本专利技术中，所述焙烧优选包括如下步骤：将所述负载金属离子的γ-Al2O3依次进行第一焙烧、第二焙烧和第三焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂；所述第一焙烧的温度为150～200℃，第一焙烧的时间为25～35min本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种臭氧氧化苯乙烯催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将γ‑Al2O3置于金属盐的水溶液中，进行浸渍，得到负载金属离子的γ‑Al2O3；所述金属盐为铜、钴或锰的水溶性盐；(2)将负载金属离子的γ‑Al2O3进行焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种臭氧氧化苯乙烯催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将γ-Al2O3置于金属盐的水溶液中，进行浸渍，得到负载金属离子的γ-Al2O3；所述金属盐为铜、钴或锰的水溶性盐；(2)将负载金属离子的γ-Al2O3进行焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述γ-Al2O3的粒径为380～550μm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐的水溶液中金属离子浓度为0.5～5mol/L。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述γ-Al2O3的质量与金属盐的水溶液的体积之比为1mg∶6～10mL。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的时间为5～24h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧包括如下步骤：将所述负载金属离子的γ-Al2O3依次进行第一焙烧、第二焙烧和第三焙烧，得到臭氧氧化苯乙烯催化剂；所述第一焙烧的温度为150～200℃，第一焙烧的...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢林刚，邵高耸，许阳光，王会娅，李向欣，张博宇，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队学院，
类型：发明
国别省市：河北,13
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