一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，所述多孔臭氧催化活化剂由孔径可控的多孔性材料基体构成，所述多孔性材料基体包括金属氧化物前驱体、无机骨架材料和助剂经如下步骤制备而成：将金属氧化物前驱体溶于水制备成浆料；将无机骨架材料和助剂研磨成粉体，然后将浆料均匀加入所述粉体中制成泥粉；将所得的泥粉挤压或者机械滚动成型；将成型材料放入烘箱内干燥，干燥至水分低于5％；将干燥后的成型材料焙烧，从而制得的产物即为多孔廉价金属基臭氧催化活化剂。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法
本专利技术涉及一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法。
技术介绍
臭氧具有很强的氧化性能，能氧化水中众多有机物，因此，臭氧氧化技术在水处理领域备受关注。但传统的臭氧氧化存在着一定不足，如臭氧在水中的溶解度低，臭氧的利用率低，与有机物反应具有很强的选择性，且反应速率存在较大差异，氧化效果不稳定等；这在一定程度上限制了它的应用。公开号为CN101982237A中公开的一种处理炼油废水臭氧催化氧化催化剂的制备方法，该方法采用无定形氧化铝与羟基氧化铁粉末形成的混合物进行造粒、养护、烘干、焙烧后得到成品催化剂，该催化剂的制备方法简便且绿色环保，然而，使用该催化剂处理炼油废水时催化剂的使用寿命短，且催化效率等性能不佳。利用公开号为CN102923913A中所涉及的催化剂处理炼油废水时也存在上述催化剂使用寿命短以及催化性能不佳的缺陷。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，所述多孔臭氧催化活化剂由孔径可控的多孔性材料基体构成，所述多孔性材料基体包括金属氧化物前驱体、无机骨架材料和助剂经如下步骤制备而成：(1)将金属氧化物前驱体溶于水制备成浆料；(2)将无机骨架材料和助剂研磨成粉体，然后将步骤(1)的浆料均匀加入所述粉体中制成泥粉；(3)将所得的泥粉挤压或者机械滚动成型；(4)将步骤(3)的成型材料放入烘箱内干燥，干燥至水分低于5％；(5)将干燥后的成型材料焙烧，从而制得的产物即为多孔廉价金属基臭氧催化活化剂。进一步的，所述金属氧化物前驱体为铁、钴、镍、铜、锰、硒、镁、钛、铬、镉的硝酸盐、碳酸盐或者氧化物中的一种或者多种混合物。进一步的，所述的金属氧化物占总量的重量百分比为1-35％，无机骨架材料占总量的重量百分比为60-99％，助剂占总量的重量百分比为0.1-5％。进一步的，所述的无机骨架材料为膨润土、方解石、滑石粉、石墨粉、煤粉、铝矾土、蒙脱石、高岭土、氧化铝、硬水铝石材料中的一种或多种的混合物。进一步的，所述的助剂为碳酸氢钠，碳酸氢铵，轻质碳酸钙、钾明矾、铵明矾、磷酸氢钙、酒石酸氢钾、聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球中的一种或者多种混合物。进一步的，所述步骤(4)干燥至水分低于2％。进一步的，所述步骤(5)中的焙烧温度为350-1100℃，时间为0.5-5h。进一步的，所述焙烧于还原或者氧化气氛中烧结。进一步的，所述步骤(3)中成型的材料为球体，粒径为1-20mm。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果本专利技术的应用于去除废水中COD的多孔臭氧催化活化剂具有臭氧氧化效率高、催化剂化学稳定性好、机械强度高、并且具有使用寿命长的特点，可以广泛应用于工业废水处理、矿山冶炼、电镀、电子生产、印染制衣行业中，也可应用于城市污水、河流、湖泊和其他地下水的治理。具体实施方式一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，所述多孔臭氧催化活化剂由孔径可控的多孔性材料基体构成，所述多孔性材料基体包括金属氧化物前驱体、无机骨架材料和助剂经如下步骤制备而成：(1)将金属氧化物前驱体溶于水制备成浆料，浓度为5-40％；(2)将无机骨架材料和助剂研磨成粉体，然后将步骤(1)的浆料均匀加入所述粉体中制成泥粉；(3)将所得的泥粉挤压或者机械滚动成粒径为1-20mm的球体；(4)将步骤(3)的球体放入烘箱内干燥，干燥至水分低于2％；(5)将干燥后的球体焙烧，焙烧温度为350-1100℃，时间为0.5-5h，同时于还原或者氧化气氛中烧结，从而制得的产物即为多孔廉价金属基臭氧催化活化剂。其中：所述金属氧化物前驱体为铁、钴、镍、铜、锰、硒、镁、钛、铬、镉的硝酸盐、碳酸盐或者氧化物中的一种或者多种混合物；所述的无机骨架材料为膨润土、方解石、滑石粉、石墨粉、煤粉、铝矾土、蒙脱石、高岭土、氧化铝、硬水铝石材料中的一种或多种的混合物；所述的助剂为碳酸氢钠，碳酸氢铵，轻质碳酸钙、钾明矾、铵明矾、磷酸氢钙、酒石酸氢钾、聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球中的一种或者多种混合物。所述的金属氧化物占总量的重量百分比为1-35％，所述无机骨架材料占总量的百分比为60-99％，所述助剂占总量的百分比为0.1-5％。优选的，金属氧化物18％，无机骨架材料80％，助剂2％；或者，金属氧化物2％，无机骨架材料95％，助剂3％；或者，金属氧化物30％，无机骨架材料65％，助剂5％。实施例1一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，所述多孔臭氧催化活化剂由孔径可控的多孔性材料基体构成，所述多孔性材料基体包括硝酸铁18％、膨润土80％和碳酸氢钠3％经如下步骤制备而成：(1)将硝酸铁溶于水中制成浆料，浓度为20％；(2)将膨润土和碳酸氢钠通过球磨机制成粉体，然后将所得的浆料均匀加入所得的粉体中制成泥粉；(3)泥粉通过挤压机挤压成型或者机械滚动成粒径为12mm的颗粒；(4)将所得的颗粒放入烘箱内干燥，干燥至水分低于2％；(5)最后将干燥后的颗粒放入电炉内进行焙烧，电炉的温度控制在500℃，焙烧时间为4h，且在还原或者氧化气氛中烧结，从而制得所需产物，即为本申请的多孔廉价金属基臭氧催化活化剂。实施例2一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，所述多孔臭氧催化活化剂由孔径可控的多孔性材料基体构成，所述多孔性材料基体包括硝酸铁和碳酸铜1:1混合物2％、方解石95％和钾明矾3％经如下步骤制备而成：(1)将硝酸铁和碳酸铜1:1混合物溶于水中制成浆料，浓度为30％；(2)将方解石和钾明矾通过球磨机制成粉体，然后将所得的浆料均匀加入所得的粉体中制成泥粉；(3)泥粉通过挤压机挤压成型或者机械滚动成粒径为10mm的颗粒；(4)将所得的颗粒放入烘箱内干燥，干燥至水分低于2％；(5)最后将干燥后的颗粒放入电炉内进行焙烧，电炉的温度控制在640℃，焙烧时间为3h，且在还原或者氧化气氛中烧结，从而制得所需产物，即为本申请的多孔廉价金属基臭氧催化活化剂。按照本申请的制备方法所制备的多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的粒径为1-20mm，孔隙率为10-80％，孔径为1nm-5000nm，比表面积为10-200㎡/g。将其应用于去除废水中COD的多孔臭氧催化活化剂具有臭氧氧化效率高、催化剂化学稳定性好、机械强度高、并且具有使用寿命长的特点，可以广泛应用于工业废水处理、矿山冶炼、电镀、电子生产、印染制衣行业中，也可应用于城市污水、河流、湖泊和其他地下水的治理。试验例配制苯酚浓度为200mgL-1苯酚溶液，COD为476.1mgL-1，100ml苯酚溶液放置在反应装置中，加入制备的多孔廉价金属基臭氧催化活化剂，并通入臭氧曝气30min，每隔10min取样。使用高效液相色谱测定苯酚浓度。反应30min后苯酚的浓度已经降低至4mgL-1以下；使用COD快速测定仪测定反应后的COD浓度，试验结果表明反应30min后COD值以降低至50mgL-1以下。试验结果表明，配制的苯酚溶液中苯酚的去除效率可达98％以上，经过10批次静态实验后，去除效率没有明显降低。且废水中COD去除率可达89％以上。以上所述的实施例仅是对本专利技术的优选方式进行描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，其特征在于：所述多孔臭氧催化活化剂由孔径可控的多孔性材料基体构成，所述多孔性材料基体包括金属氧化物前驱体、无机骨架材料和助剂经如下步骤制备而成：(1)将金属氧化物前驱体溶于水制备成浆料；(2)将无机骨架材料和助剂研磨成粉体，然后将步骤(1)的浆料均匀加入所述粉体中制成泥粉；(3)将所得的泥粉挤压或者机械滚动成型；(4)将步骤(3)的成型材料放入烘箱内干燥，干燥至水分低于5％；(5)将干燥后的成型材料焙烧，从而制得的产物即为多孔廉价金属基臭氧催化活化剂。

【技术特征摘要】
1.一种多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，其特征在于：所述多孔臭氧催化活化剂由孔径可控的多孔性材料基体构成，所述多孔性材料基体包括金属氧化物前驱体、无机骨架材料和助剂经如下步骤制备而成：(1)将金属氧化物前驱体溶于水制备成浆料；(2)将无机骨架材料和助剂研磨成粉体，然后将步骤(1)的浆料均匀加入所述粉体中制成泥粉；(3)将所得的泥粉挤压或者机械滚动成型；(4)将步骤(3)的成型材料放入烘箱内干燥，干燥至水分低于5％；(5)将干燥后的成型材料焙烧，从而制得的产物即为多孔廉价金属基臭氧催化活化剂。2.根据权利要求1所述的多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物前驱体为铁、钴、镍、铜、锰、硒、镁、钛、铬、镉的硝酸盐、碳酸盐或者氧化物中的一种或者多种混合物。3.根据权利要求1或2所述的多孔廉价金属基臭氧催化活化剂的制备方法，其特征在于：所述的金属氧化物占总量的重量百分比为1-35％,无机骨架材料占总量的重量百分比为60-99％，助剂占总量的重量百分比为0.1-5％。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞兆勇，马宁，张占勋，梁琪，王辉，张梦，潘恬豪，柴云，范飞，
申请(专利权)人：北京师范大学，北京万邦达环保技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11