System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂及其制备方法技术_技高网

一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂及其制备方法技术

技术编号:41289072 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-11 09:38
本发明专利技术公开了一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,以质量百分比计,包括70%~90%的硅铝基载体、5%~25%的碳基组分、以及1%‑10%的活性组分。本发明专利技术进一步给出该催化剂的制备方法。本发明专利技术的臭氧催化剂具有均匀分布的Al、Si、C元素形成的载体结构,结合氧化铝基、硅铝基和碳基催化剂的优点,并负载金属活性组分以提高催化活性,兼具高活性、高强度、高稳定性且易于分离回收;在反应活性上兼顾了良好的催化活性和催化稳定性,在高催化活性下的催化性能的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理,具体涉及一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂及其制备方法


技术介绍

1、随着国家与人民对环境保护的重视程度日益增加,工业废水排放要求愈加严格,因此对废水处理的深度处理,尤其是废水中难降解有机物的去除,提出了更高效、更经济的需求。

2、臭氧催化氧化是目前应用最广泛的污水深度处理技术之一。臭氧是一种强氧化剂,氧化还原电位为2.07ev,其氧化能力高于高锰酸钾、二氧化氯、双氧水和氧气。同时,产物中的臭氧反应为氧气,不会造成二次污染。但由于臭氧氧化具有选择性,导致废水有机物矿化率和臭氧利用率往往较低。催化剂的加入能够促进臭氧分解产生大量的活性物种(包括羟基自由基、超氧自由基和单线态氧等),这些活性物种对污染物不具有选择性,极大提高了臭氧处理废水的能力和臭氧利用率,使得臭氧催化氧化技术得到广泛应用。

3、臭氧催化剂是臭氧催化氧化技术的核心,催化剂的性能直接决定了废水的处理效率。目前常见的臭氧催化剂种类主要有金属氧化物、氧化铝基或硅铝基金属负载型催化剂和活性炭等碳基催化剂。其中,氧化铝基金属负载型催化剂应用最为广泛,但其生产成本高且污染物去除效率存在瓶颈;硅铝基金属负载型催化剂通过选择廉价易得的矿石原料或再生利用材料可有效降低成本,却存在比表面积不高、机械强度和稳定性较差、传质效率低等问题;而碳基催化剂多数为粉末形态,分离回收困难,颗粒状的碳基催化剂亦存在不耐磨损、碳粉易脱落造成二次污染等问题,且仅依靠碳材料本身而不负载金属活性组分,催化剂活性低,对污染物的去除效果有限。


<p>技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对当前臭氧催化剂高活性、高强度、高稳定性、低成本、易分离回收等优异性能难以兼得等问题,提供一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂及其制备方法,本专利技术制备的催化剂催化性能好、强度高耐磨损、稳定性强,且制备方法成本低、易操作,能够满足臭氧催化氧化进行废水处理的需求。

2、本专利技术为达到上述目的,具体通过以下技术方案得以实现的:

3、一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,以质量百分比计,包括70%~90%的硅铝基载体、5%~25%的碳基组分、以及1%-10%的活性组分;所述活性组分为活性金属的氧化物。

4、进一步地,所述金属氧化物为钛、铜、钙、锰、铁、镁、锌、镍和铈中一种或多种金属的氧化物组合物。

5、进一步地,所述催化剂为具有多孔结构的颗粒或小球。

6、进一步地,所述硅铝基载体选自氧化铝、天然沸石、硅藻土、高岭石、蒙脱石中的一种或几种的组合。

7、进一步地,所述颗粒或小球的粒径为1-10mm。

8、本专利技术还提供一种上述用于废水处理的混合基质臭氧催化剂的制备方法,包括以下步骤:

9、a、制备碳基前驱体与水的混合液;

10、b、将硅铝基载体粉末和活性组分粉末混合,加入上述碳基前驱体混合液中,制备催化剂胚;

11、c、将步骤b得到的催化剂胚造粒得到颗粒;

12、d、将步骤c得到的颗粒烘干,随后在500~1000℃惰性气体或真空氛围下焙烧。

13、进一步地,步骤a中所述碳基前驱体是淀粉、葡萄糖、多聚糖、糊精、壳聚糖、果胶、纤维素和腐殖质中的一种或几种的组合。

14、进一步地,步骤a中所述碳基前驱体与水的质量比为1:5~1:100。

15、进一步地,步骤d中烘干的条件为:60~100℃下烘干12~24h。

16、进一步地,步骤d中焙烧时间为2~5h。

17、上述方法制得的混合基质臭氧催化剂,可通过调节不同金属活性组分的种类及含量,从而适配不同水质的废水,提高废水处理效率。

18、上述方法制得的混合基质臭氧催化剂,可通过调节制条和造粒过程的尺寸,得到粒径大小不同的催化剂,适合不同应用场景,如小颗粒催化剂质量轻、易流化,可用于流化床装置,大颗粒催化剂比表面积大、易分离,可用于固定床装置。

19、本专利技术制备的臭氧催化剂包含均匀分布的al、si、c元素形成的载体结构,结合氧化铝基、硅铝基和碳基催化剂的优点,并负载金属活性组分以提高催化活性,兼具高活性、高强度、高稳定性且易于分离回收;本专利技术提供的制备方法以共混焙烧法为基础,流程简单易操作,同时使用的原料如氧化铝粉、天然沸石粉、天然有机物和金属氧化物均廉价易得,制备方法新颖简单,易于推广。

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【技术保护点】

1.一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,以质量百分比计,包括70%~90%的硅铝基载体、5%~25%的碳基组分、以及1%-10%的活性组分;所述活性组分为活性金属的氧化物。

2.根据权利要求1所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,所述金属氧化物为钛、铜、钙、锰、铁、镁、锌、镍和铈中一种或多种金属的氧化物组合物。

3.根据权利要求1所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,所述催化剂为具有多孔结构的颗粒或小球。

4.根据权利要求1所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,所述硅铝基载体选自氧化铝、天然沸石、硅藻土、高岭石、蒙脱石中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,所述颗粒或小球的粒径为1-10mm。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤a中所述碳基前驱体是淀粉、葡萄糖、多聚糖、糊精、壳聚糖、果胶、纤维素和腐殖质中的一种或几种的组合。

8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤a中所述碳基前驱体与水的质量比为1:5~100。

9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤d中烘干的条件为:60~100℃下烘干12~24h。

10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤d中焙烧时间为2~5小时。

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【技术特征摘要】

1.一种用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,以质量百分比计,包括70%~90%的硅铝基载体、5%~25%的碳基组分、以及1%-10%的活性组分;所述活性组分为活性金属的氧化物。

2.根据权利要求1所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,所述金属氧化物为钛、铜、钙、锰、铁、镁、锌、镍和铈中一种或多种金属的氧化物组合物。

3.根据权利要求1所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,所述催化剂为具有多孔结构的颗粒或小球。

4.根据权利要求1所述的用于废水处理的混合基质臭氧催化剂,其特征在于,所述硅铝基载体选自氧化铝、天然沸石、硅藻土、高岭石、蒙脱石中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的用于废...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴昌永袁玥马国鑫徐敏于茵
申请(专利权)人:中国环境科学研究院
类型:发明
国别省市:

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