【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水污染处理用催化剂，尤其涉及一种负载-共混型臭氧催化剂的制备方法。
技术介绍
1、随着现代工业的迅速发展，工业废水量增大，且向着成分复杂化、无机盐含量高等趋势发展。目前，国内外对工业废水的处理工艺大都采用经济性好的生物法处理。
2、臭氧氧化工艺近年来得到越来越多的关注，臭氧在水中的氧化还原电位为2.07v，仅次于氟。虽然单纯臭氧氧化能在一定程度上对有机物进行去除，但难以将氧化后的小分子物质进一步氧化。研究表明，通过在臭氧体系中投加一定比例的金属催化剂，能显著提高臭氧体系产生羟基自由基的能力，从而改善臭氧直接氧化有机物的性能。根据投加金属催化剂方式的不同，臭氧催化氧化可分为均相催化和非均相臭氧催化氧化。均相催化剂一般为过渡金属离子，污水处理后会随水流失，不能持续使用，造成废水处理成本高，另外也会造成水体二次污染。非均相臭氧催化氧化工艺中的催化剂主要是活性炭、沸石、金属氧化物(mno2、fe2o3、al2o3等）。相对于均相臭氧催化氧化，非均相催化氧化具有催化剂制备简单、易回收处理、无二次污染等优点，因而成为当前研究的热点。
3、当前常见非均相臭氧催化剂制备方法有浸渍法和共混法，但都存在一定的问题。如浸渍型臭氧催化剂因其催化剂量含量少，易流失和成本高等缺点，使用量逐年下降；共混型臭氧催化剂虽然解决催化剂含量少和催化剂流失两大问题，但共混型臭氧催化剂采用高温焙烧的工艺，温度达到600℃以上，在该高温条件下，氧化铝晶型发生改变，基材原有活性和大比表面特性丧失，导致负载的催化剂少，臭氧催化性能较低；现
4、论文：co-mn/γ-al2o3催化剂的制备及其催化性能。中国给水排水，2023.39（17）。论文中公开，采用浸渍法，以γ-al2o3为载体，以氧化锰、氧化钴为活性组分，在500 ℃下煅烧，制备co-mn/γ-al2o3复合催化剂。在臭氧催化氧化苯胺模拟废水反应中，对cod的去除率达到84.79%。催化剂重复使用8次后，对cod的去除率仍稳定在82.15%-84.79%之间。该论文中的技术，活性组分易流失，催化剂负载量低；氧化铝通过高温煅烧，形成的是γ活性氧化铝，虽然催化剂的cod的去除率相对较高，但是催化剂性能还是有待提高。
5、授权公告号为cn 103007954b的专利中公开了一种多相催化臭氧氧化催化剂及其制备方法，各组份的重量百分比是：粉煤灰 61-64%、金属氧化物 6-9%、水泥 5-6%、石膏 5-6% 和石灰 15-20%，所述铝粉加入量为上述原料总重量 0.06-0.07%；该技术中的骨料主要为粉煤灰，铝粉主要作用为发泡剂，水泥主要作用为胶凝剂；制备方法也包括了蒸压加气以及传统的共混技术，但是以该技术制备的臭氧氧化催化剂cod去除效率、连续使用若干次之后的cod去除效率、抗压强度、总孔隙率效果均不理想。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，来解决现有技术中，臭氧催化剂催化性能较低，制备原料成本高，制备过程中采用高温焙烧，导致骨料活性和比表面积降低的问题。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种负载-共混型臭氧催化剂，以重量份数计，包括以下制备原料：粉煤灰35-55份，生石灰2-5份，熟石膏4-8份，氧化铝15-25份，硅酸盐水泥9-15份，催化剂5-10份，发泡剂0.5-2份，均匀剂0.2-1份。
4、粉煤灰：粉煤灰由玻璃体、结晶体及少部分未燃烧碳组成，玻璃体的主要化学成分有二氧化硅和氧化铝，其二者总含量达60%以上，并且玻璃体是粉煤灰主要的活性组成部分。粉煤灰相比水泥，其活性要低，会延缓水泥的水化速度，相同条件下，玻璃体越多，粉煤灰的活性就会越高，所以想要充分发挥粉煤灰作用，就必须通过激发玻璃体活性来激发粉煤灰活性。
5、生石灰：生石灰作为激发粉煤灰潜在活性的材料，它在混合料中反应能产热和生成氢氧化钙，粉煤灰本身为酸性物质，在强碱作用下受到侵蚀作用，能打破玻璃体之间si-o和 al-o化学键，从而激发玻璃体的活性，进而提高粉煤灰活性。
6、熟石膏：熟石膏具备激发剂和促进剂双重作用，熟石膏的主要成分含有硫酸盐，能加快粉煤灰、生石灰水化反应，反应过程：首先熟石膏与水反应生成caso4·2h2o，生石灰均匀分散到水中出现oh-和ca2+；oh-促进玻璃体中化学键的断开，其次在硫酸盐影响下，ca2+和之前断开的si-o和al-o键相互作用生成 水硬性胶凝材料，进而能提高制备催化剂强度。
7、本专利技术的制备原料中，除了粉煤灰、生石灰、熟石膏等基础骨架材料外，还加入氧化铝作为骨架材料，氧化铝具有较高的化学稳定性，可增大制备材料的比表面积，还可作为催化剂用于催化氧化反应；通过基础骨架材料和氧化铝的配合，降低了氧化铝的用量，降低原料成本。
8、硅酸盐水泥的加入量为9-15份，能够提高臭氧催化剂的抗压强度，延长臭氧催化剂的连续使用时间。
9、本专利技术中，催化剂为金属氧化物，包括氧化铁、氧化铜、氧化锰、氧化铈、氧化钴中的任意一种或几种，例如，金属氧化物可以为氧化铁，氧化锰；也可以为氧化铜和氧化锰的混合物，氧化铈和氧化铁的混合物；也可以为氧化铁、氧化铜、氧化锰的混合物。发泡剂为铵盐，包括乙酸铵、碳酸氢铵中的任意一种。均匀剂为氧化钾或者氧化钠中的任意一种。
10、优选的，粉煤灰、硅酸盐水泥、生石灰、熟石膏、催化剂的粒径≥100目。
11、第二方面，本专利技术还提供了负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：
12、s1：将粉煤灰、氧化铝、硅酸盐水泥、生石灰、熟石膏、催化剂混合投放到造粒机的造粒盘中进行造粒；造粒过程中，将发泡剂溶液以雾状的形式，喷入造粒盘中的混合料中，制备得到原始催化剂。
13、造粒机造粒过程中，造粒盘的倾斜角度为43-50°，造粒盘的转速为35-40 rpm/min。
14、本专利技术的臭氧催化剂的骨架材料包括基础骨架材料和氧化铝，且控制氧化铝的加入量为15-25份，同时还加入了9-15份硅酸盐水泥，对抗压强度产生影响；由于圆盘造粒机在工作时需要设置倾斜角度，倾斜角度和转速的协同作用可以影响颗粒的大小和形状，而不同的材料组成或者不同的配比对倾斜角度的要求也不同；针对本专利技术改进的制备原料及其配比，需要调整造粒机的相关参数，使造粒盘的倾斜角度为43-50°，转速为35-40 rpm/min，通过参数调整，适应本专利技术原料的离心力和重力的平衡，从而使臭氧催化剂形成合适的粒径，并形成较多的空隙，抗压强度较好。
15、本专利技术中，发泡剂溶液的制备方法为：将发泡剂与水按照一定比例混合，充分搅拌均匀，本专利技术中，发泡剂溶液的质量浓度为1-5 %。
16、优选的，粉煤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：以重量份数计，所述负载-共混型臭氧催化剂包括以下制备原料：粉煤灰35-55份，生石灰2-5份，熟石膏4-8份，氧化铝15-25份，硅酸盐水泥9-15份，催化剂5-10份，发泡剂0.5-2份，均匀剂0.2-1份；
2.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂为金属氧化物，包括氧化铁、氧化铜、氧化锰、氧化铈、氧化钴中的任意一种或几种；发泡剂为铵盐，包括乙酸铵、碳酸氢铵中的任意一种；均匀剂为氧化钾或者氧化钠中的任意一种。
3.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述粉煤灰、硅酸盐水泥、生石灰、熟石膏、催化剂的粒径≥100目。
4.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：制备过程中的静养温度为30-50 ℃，静养时间12-24h。
5.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：蒸压过程中，升温升压阶段的过程为在1.5-2h内自室温升温至175-200 ℃，压力自常压升至0.8-1M
6.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述发泡剂溶液的制备方法为：将发泡剂与水混合，充分搅拌均匀，发泡剂溶液的质量浓度为1-5 %。
7.如权利要求6所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述粉煤灰、氧化铝、硅酸盐水泥、生石灰、熟石膏、催化剂混合加入造粒机之前，先采用发泡剂溶液对造粒机内壁进行预湿润处理。
8.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述干燥的温度条件为30-50℃，干燥时间为12-24h。
...【技术特征摘要】
1.一种负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：以重量份数计，所述负载-共混型臭氧催化剂包括以下制备原料：粉煤灰35-55份，生石灰2-5份，熟石膏4-8份，氧化铝15-25份，硅酸盐水泥9-15份，催化剂5-10份，发泡剂0.5-2份，均匀剂0.2-1份；
2.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂为金属氧化物，包括氧化铁、氧化铜、氧化锰、氧化铈、氧化钴中的任意一种或几种；发泡剂为铵盐，包括乙酸铵、碳酸氢铵中的任意一种；均匀剂为氧化钾或者氧化钠中的任意一种。
3.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：所述粉煤灰、硅酸盐水泥、生石灰、熟石膏、催化剂的粒径≥100目。
4.如权利要求1所述的负载-共混型臭氧催化剂的制备方法，其特征在于：制备过程中的静养温度为30-50 ℃，静养时间12-24h。
5.如权利要求1所述的负载-共...
【专利技术属性】
技术研发人员：张华东，代春龙，刘强，周芳芳，高庆刚，魏明勇，孙垂刚，崔艳红，
申请(专利权)人：山东龙安泰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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