[發明專利]一種用于催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 200910099515.0
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101601998A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 徐灝龍;章一丹;朱虹
• 申請（專利權）人: 浙江省環境保護科學設計研究院
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/889;B01J21/18;B01J37/02;C02F1/72;C02F101/30;C02F103/36;C02F103/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及催化劑的制備方法，尤其涉及一種用于催化氧化處理高濃度廢水的催化劑的制備方法及應用。

背景技術

催化氧化技術是一種非常有效的高級化學氧化水處理技術，特別適用于有毒有害和高濃度有機廢水的處理，催化氧化技術以其處理效率高、二次污染低、氧化速度快、設備體積小等優點而受到廣泛的關注，具有良好的應用前景。在現有的催化氧化技術中Fenton試劑法由于產生高效的羥基自由基離子，從而能夠有效的處理一些生物難降解的有機廢水，它用H₂O₂為氧化劑，Fe²⁺或Fe³⁺為催化劑，Fe²⁺或Fe³⁺可加快H₂O₂分解為·OH，使溶液中的有機物被·OH迅速氧化降解。但是由于催化氧化反應效率低，氧化劑用量大等缺點，影響了這類催化氧化方法的工業化應用。

現在國內針對Fenton試劑的應用有許多專利，但都是著眼于Fenton試劑與超聲波(CN1546395、CN1583587)，微電解(CN1631818)，光催化(CN1699211)，以及與生物法聯合(CN1611457、CN1736898)的改進工藝。這類工藝方法并沒有針對Fenton試劑作出改進，在這類工藝方法的應用中也普遍存在投入大，處理成本高的劣勢。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種用于催化氧化處理高濃度廢水的催化劑的制備方法及用途。

用于催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑的制備方法包括如下步驟：

1)將椰殼活性炭在100℃～120℃溫度下干燥8～15小時，取出將其加入到2～10％的硫酸溶液中，然后浸漬12～36小時，加入1～10％的雙氧水溶液，浸漬12～36小時，取出，陰干得到活性炭，備用；

2)將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬12～36小時，100℃～120℃溫度下干燥8～15小時，再在300℃～650℃溫度下煅燒3～8h小時，得到用于催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑，過渡金屬為Mn、Fe、Cu、Zn、Co、Ce、Cr或Ti中的一種或幾種，過渡金屬鹽的量為活性炭的0.2-10wt％。

用于催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑劑用于含有酚化合物、鹵代脂族化合物、芳香烴、鹵代芳香化合物、硝化芳香化合物、芳雜環化合物、氰、酰胺、硫醇、酮、脲、酰亞胺、有機磷化合物、氰化物以及它們的混合物的廢水處理。

本發明將活性炭浸漬在硫酸溶液中主要是活性炭經硫酸氧化可以提高炭表面含氧官能團的數量，并且活性炭的孔道會被部分擴大，這樣使反應中Fenton試劑中的金屬離子Fe可以在活性炭的內外表面均勻分布，提高了催化劑的反應效率，通過雙氧水浸漬后，活性炭表面的含氧官能團可以進一步提高，并且雙氧水可以對活性炭表面進行改性，改變活性炭的吸附性能。

本發明的催化劑制備過程非常簡單，實際操作方便，通過一次處理后的活性炭反應床的使用壽命大約在0.5～1年，活性炭催化劑壽命長。長時間使用后的催化劑可以重復上述的酸、雙氧水處理過程，活性炭催化劑的使用效果可以提高90％以上。

本發明的活性炭催化劑可以在常溫常壓下進行催化氧化反應，無需高溫高壓設備，設備投資低；在反應中充分利用活性炭催化劑床層作用，使過氧化氫在添加的金屬離子的作用下盡量完全的轉化為羥基自由基，使高濃度難降解有機污染物較好的降解。本發明的活性炭催化劑應用于催化氧化高濃度有機廢水，水力停留時間短，裝置簡單，占地面積小。

本發明的用于催化氧化高濃度生物難降解有機廢水的催化劑，適用于高濃度、成分復雜、有毒有害、難生物降解的有機化學品、紡織、印染、制藥等生產行業的有機廢水處理。活性炭催化床的使用壽命可以達到0.5～1年以上。廢水處理后，與常規Fenton試劑相比，處理效率明顯提高，處理成本降低約20％。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明給予進一步說明。

實施例1

1)將椰殼活性炭在100℃溫度下干燥8小時，取出將其加入到2％的硫酸溶液中，然后浸漬12小時，加入1％的雙氧水溶液，浸漬12小時，取出，陰干得到活性炭，備用；

2)將活性炭等體積浸漬在過渡金屬鹽溶液中，浸漬12小時，100℃溫度下干燥8小時，再在300℃溫度下煅燒3h小時，得到用于催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑，過渡金屬為Mn，過渡金屬鹽的量為活性炭的0.2wt％。