[發明專利]一種高效催化臭氧氧化水中有機污染物的催化劑制備方法

無效

• 申請號: 200710121727.5
• 申請日: 2007-09-13
• 公開（公告）號: CN101385971A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 胡春;邢勝濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C02F1/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于催化臭氧氧化的催化劑的研制方法，具體指一種中孔二氧化鋯負載納米氧化錳催化劑的制備方法及催化臭氧化水中有機污染物的研究。

背景技術

臭氧由于其強氧化性和消毒能力，近年來在水處理領域受到了廣泛的關注。雖然臭氧能氧化水中許多難降解有機物，但是也有一些不足之處，這些限制了臭氧在實際水處理技術中的應用，如：臭氧在水中的溶解度低并且易于分解，和與有機物的反應選擇性差，且不易將有機物徹底分解為CO₂和H₂O。單純臭氧化對臭氧的利用率和有機污染物的降解效率都比較低，因此需要通過催化方法來提高臭氧的氧化能力。

多相催化臭氧化技術是一種新興的高級氧化技術，其克服了單獨臭氧氧化的許多不足之處，通過催化臭氧分解產生氧化性更強的羥基自由基，可以降解水中難以單獨臭氧氧化的有機污染物并將其完全礦化去除。同均相催化臭氧化相比，多相催化劑具有不容易流失，、不引入二次污染、可再生重復使用等優點，具有更好的應用前景。

多相催化臭氧化工藝中目前所用的催化劑主要是金屬氧化物(MnO₂、TiO₂、Al₂O₃等)和負載在載體上的金屬或金屬氧化物(Cu/Al₂O₃、Ru/CeO₂、V-O/硅膠和TiO₂/Al₂O₃、Co₃O₄/Al₂O₃等)，其催化活性取決于催化劑的粒徑和形態，催化劑的粒徑越小其活性越好。這些催化劑一般在酸性條件下具有較好的催化效果，但金屬溶出現象嚴重，而在pH中性條件下往往效果不佳。

發明內容

本發明的目的在于制備一種具備優異的催化臭氧氧化活性，且穩定性好的催化劑，能夠有效礦化去除水中的有機污染物。

為實現上述目的，本發明選用乙酸錳作為前驅體，中孔氧化鋯為載體，通過等體積浸漬和水洗的方法將納米氧化錳高度分散到載體的孔道和表面上，制備了MnO_X/ZrO₂催化劑。同單獨臭氧氧化相比，該催化劑顯示了很高的臭氧催化活性，能夠完全無機礦化2，4-二氯苯氧乙酸，而且性質穩定，金屬溶出很少，在中性條件下也有很好的活性，很有希望應用于實際水處理領域。

具體的說，本發明的制備方法如下：

催化劑的制備采用等體積浸漬法，將一定量的乙酸錳加入到去離子水中，然后向溶液中加入一定量的中孔氧化鋯，使MnO_X/ZrO₂中Mn(以MnO₂計算)百分含量為1—15wt％，在室溫下浸漬0.5-6小時，得到的體系在烘箱100-140℃干燥1-6小時，然后用去離子水洗滌，再用100-140℃干燥1-6小時，最后將所得粉體在300-500℃下煅燒2-6小時，得到MnOx/ZrO₂樣品。

附圖說明

圖1為本發明制備的MnO_X/ZrO₂樣品催化臭氧氧化降解有機污染物TOC隨時間的變化曲線圖。

圖2為本發明制備的MnO_X/ZrO₂樣品催化臭氧氧化降解不同濃度有機污染物TOC隨時間的變化曲線圖。

具體實施方式

通過下面給出的實施例和應用例，可以看出本發明的技術特征和優點。

1、MnO_X/ZrO₂催化劑的結構特性