臭氧催化氧化催化剂及其制备方法和废水处理方法技术

本发明专利技术涉及废水处理领域，公开了一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法以及采用该臭氧催化氧化催化剂的废水处理方法。所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，其中，所述载体为氧化铝小球、分子筛小球、硅铝小球和活性炭小球中的一种或多种，所述活性组分含有羟基氧化铁。本发明专利技术提供的臭氧催化氧化催化剂在有机废水处理中具有优异的催化性能。剂在有机废水处理中具有优异的催化性能。剂在有机废水处理中具有优异的催化性能。

【技术实现步骤摘要】
臭氧催化氧化催化剂及其制备方法和废水处理方法


[0001]本专利技术涉及废水处理领域，具体涉及一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法以及采用该臭氧催化氧化催化剂的废水处理方法。

技术介绍

[0002]能源作为当今工业化不可或缺的必需品，保障着社会的持续发展。随着能源需求和消耗的大量增加，伴随而来的是过度的水体污染，这对对生态环境和人类健康造成了严重的危害。
[0003]近年来，随着现代化工业的迅猛发展，污水中的污染物种类不断增加，难降解物质数量骤增。采用传统的废水处理工艺已经无法彻底去除水体中难降解有机污染物，并且传统的处理方式成本较高。因此，开发低成本、对环境无害、氧化处理能力强、适用于大规模废水处理的新型污水处理工艺已经迫在眉睫。目前高级氧化技术结合了各种类型的氧化剂，能有效地降解掉难降解且化学物质复杂的污染物，因此高级氧化技术作为一种极具前景的工艺得到了广泛的研究与应用。
[0004]臭氧多相催化氧化技术作为高级氧化技术的一种，目前被认为是一种处理难降解有机污染物的优选技术，被广泛应用于污水处理领域。
[0005]臭氧多相催化氧化技术通常利用一些典型的过渡金属氧化物负载于载体上，完成催化氧化过程。催化剂的存在能够促进臭氧产生羟基自由基，使得有机物分解速率加快。但是现有的臭氧催化剂往往选用干燥和焙烧两道工序，导致催化剂的成本较高，且催化性能不足，限制了其大规模的普及和应用，导致催化剂本身的成本占臭氧催化氧化处理污水的成本中的很大部分。
[0006]因此，如何降低臭氧催化氧化催化剂成本的同时提高其催化性能是本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的臭氧催化氧化催化剂制备成本高、催化性能不良的问题，提供一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法，采用该方法制备臭氧催化氧化催化剂时无需经过高温焙烧工艺，大大降低了制备成本，且制备得到的臭氧催化氧化催化剂在有机废水处理中具有优异的催化性能。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种臭氧催化氧化催化剂。所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，其中，所述载体为氧化铝小球、分子筛小球、硅铝小球和活性炭小球中的一种或多种，所述活性组分含有羟基氧化铁。
[0009]优选地，所述羟基氧化铁为α
‑
羟基氧化铁和/或γ
‑
羟基氧化铁。
[0010]更优选地，所述羟基氧化铁为γ
‑
羟基氧化铁。
[0011]优选地，以铁元素计的所述羟基氧化铁的含量为所述臭氧催化氧化催化剂总重量的0.5
‑
15重量％。
[0012]更优选地，以铁元素计的所述羟基氧化铁含量为所述臭氧催化氧化催化剂总重量的1
‑
5重量％。
[0013]优选地，所述载体为氧化铝小球。
[0014]更优选地，所述载体为γ
‑
氧化铝小球。
[0015]优选地，所述氧化铝小球的直径为1
‑
10mm。
[0016]更优选地，所述氧化铝小球的直径为3
‑
5mm。
[0017]本专利技术第二方面提供一种臭氧催化氧化催化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
[0018]1)将载体与第一溶液进行第一接触；
[0019]2)将步骤1)得到的进行第一接触后的载体进行第一干燥处理；
[0020]3)将步骤2)得到的第一干燥后的载体与第二溶液进行第二接触；
[0021]4)将步骤3)得到的进行第二接触后的载体进行第二干燥处理，
[0022]其中，所述第一溶液为铁盐溶液，所述第二溶液为NaOH溶液或H2O2溶液，所述载体为氧化铝小球、分子筛小球、硅铝小球和活性炭小球中的一种或多种。
[0023]优选地，步骤1)中，在分散剂的存在下进行第一接触。
[0024]更优选地，所述分散剂为柠檬酸、羧甲基纤维素钠、焦磷酸钠、和聚丙烯酸钠中的一种或多种。
[0025]优选地，相对于1g的所述载体，所述分散剂的用量为0.01
‑
0.5g，更优选为0.01
‑
0.1g。
[0026]所述第一溶液中所述铁盐的浓度为0.1
‑
5mol/L。
[0027]优选地，步骤1)中，所述第一溶液中所述铁盐的浓度为1
‑
2mol/L。
[0028]优选地，所述铁盐选自硝酸铁、硫酸铁和氯化铁中的一种或多种。
[0029]优选地，所述载体为氧化铝小球，更优选为γ
‑
氧化铝小球。
[0030]优选地，所述氧化铝小球的直径为1
‑
10mm，更优选为3
‑
5mm。
[0031]优选地，相对于1g的所述载体，所述第一溶液的用量为1
‑
5mL，更优选为2
‑
3mL。
[0032]优选地，所述第一接触的条件包括：接触温度为10
‑
45℃，接触时间为0.5
‑
5h。
[0033]更优选地，所述第一接触的条件包括：接触温度为15
‑
30℃，接触时间为1
‑
3h。
[0034]优选地，步骤3)中，相对于1g所述第一干燥后的载体，所述第二溶液的用量为1
‑
10mL，更优选为2
‑
5mL。
[0035]优选地，所述第二溶液为NaOH溶液，所述NaOH溶液中NaOH的浓度为0.05
‑
5mol/L，更优选为1
‑
2mol/L。
[0036]优选地，所述第二溶液为H2O2溶液，所述H2O2溶液中H2O2的浓度为0.05
‑
5mol/L；更优选为1
‑
2mol/L。
[0037]优选地，所述第二接触的条件包括：接触温度为0
‑
50℃，接触时间为0.5
‑
5h。
[0038]更优选地，所述第二接触的条件包括：接触温度为10
‑
30℃，接触时间为1
‑
3h。
[0039]优选地，步骤2)中，所述第一干燥处理的条件包括：干燥温度为45
‑
200℃，干燥时间为0.5
‑
24h。
[0040]优选地，所述第一干燥处理的条件包括：干燥温度为80
‑
120℃，干燥时间为2
‑
6h。
[0041]优选地，步骤4)中，所述第二干燥处理的条件包括：干燥温度为50
‑
250℃，干燥时
间为0.5
‑
24h。
[0042]更优选地，所述第二干燥处理的条件包括：干燥温度为150
‑
180℃，干燥时间为2
‑
8h。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧催化氧化催化剂，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，其特征在于，所述载体为氧化铝小球、分子筛小球、硅铝小球和活性炭小球中的一种或多种，所述活性组分含有羟基氧化铁。2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述羟基氧化铁为α
‑
羟基氧化铁和/或γ
‑
羟基氧化铁，优选地，所述羟基氧化铁为γ
‑
羟基氧化铁；优选地，以铁元素计的所述羟基氧化铁的含量为所述臭氧催化氧化催化剂总重量的0.5
‑
15重量％；更优选地，以铁元素计的所述羟基氧化铁含量为所述臭氧催化氧化催化剂总重量的1
‑
5重量％。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述载体为氧化铝小球，优选地，所述载体为γ
‑
氧化铝小球；优选地，所述氧化铝小球的直径为1
‑
10mm；更优选地，所述氧化铝小球的直径为3
‑
5mm。4.一种臭氧催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将载体与第一溶液进行第一接触；2)将步骤1)得到的进行第一接触后的载体进行第一干燥处理；3)将步骤2)得到的第一干燥后的载体与第二溶液进行第二接触；4)将步骤3)得到的进行第二接触后的载体进行第二干燥处理，其中，所述第一溶液为铁盐溶液，所述第二溶液为NaOH溶液或H2O2溶液，所述载体为氧化铝小球、分子筛小球、硅铝小球和活性炭小球中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤1)中，在分散剂的存在下进行第一接触，优选地，所述分散剂为柠檬酸、羧甲基纤维素钠、焦磷酸钠、和聚丙烯酸钠中的一种或多种；优选地，相对于1g的所述载体，所述分散剂的用量为0.01
‑
0.5g，更优选为0.01
‑
0.1g；所述第一溶液中所述铁盐的浓度为0.1
‑
5mol/L；优选地，步骤1)中，所述第一溶液中所述铁盐的浓度为1
‑
2mol/L；优选地，所述铁盐选自硝酸铁、硫酸铁和氯化铁中的一种或多种；优选地，所述载体为氧化铝小球，更优选为γ
‑
氧化铝小球；优选地，所述氧化铝小球的直径为1
‑
10mm，更优选为3
‑
5mm；优选地，相对于1g的所述载体，所述第一溶液的用量为1
‑
5mL，更优选为2
‑
3mL；优选地，所述第一接触的条件包括：接触温度为10
‑
45℃，接触时间为0.5
‑
5h；更优选地，所述第一接触的条件包括：接触温度为15
‑
30℃，接触时间为1
‑
3h。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩帅，赵保槐，胡海强，于晨雨，石勤智，任靖，杨柳，殷喜平，李柯志，
申请(专利权)人：中国石化催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：