[發明專利]一種多相催化臭氧氧化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210558217.5
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103007954A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張振慧;張新洋;張興海
• 申請（專利權）人: 張振慧;張新洋;張興海
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;C02F1/78
• 代理公司: 萍鄉益源專利事務所 36119
• 代理人: 張放強

技術領域

本發明涉及催化劑，尤其是涉及一種多相催化臭氧氧化催化劑及制備方法。

背景技術

傳統的催化臭氧氧化法是將催化劑配置成一定濃度的溶液投加到廢水中，催化劑以離子形式存在廢水中，然后通入臭氧進行均相催化氧化，雖然能提高處理效果，但是此種催化劑存在難以回收，藥劑費用高，且引入的催化劑會造成二次污染、臭氧的利用率也低，處理效果不好。因此在很大程度上限制了在廢水處理中的應用。于是如何利用催化臭氧氧化進行多相催化、提高臭氧利用率，增強臭氧氧化能力，降低處理成本等問題引起國內外高等院校和科研院所的重視。對多相催化臭氧化進行了大量的研究，證實多相催化臭氧氧化技術是去除水中高穩定性、含量低、危害大、難降解有機污染物的有效技術。但到目前為止，其研究成果仍存在一些問題：一是缺乏實際生產性實驗數據，其研究主要是以蒸餾水為本底的臺式試驗；二是多相催化臭氧化原理還處于推測階段，尚不能完全清楚其反應機理；三是由于污染種類較多，化學組成千差萬別，對催化劑有不同的選擇，目前尚無通用的催化劑。

???中國專利ZL2009101860288公開了多相催化臭氧氧化負載型催化劑及制備方法，它是以蜂窩陶粒為載體，以銅的氧化物為活性組份的負載催化劑。該催化劑制備方法是選擇粒徑為5～8mm的蜂窩陶粒為載體，將載體浸漬在18-20%的硝酸銅溶液4小時以上，取出載體在室溫下晾干后在100-200℃的烘箱中干燥12小時以上，干燥后放入400-600℃的爐中焙燒4小時以上而成。這種方法存在的問題一是制作周期長，整個過程需要20小時以上，生產效率低；二是硝酸銅溶液是一種強氧化劑，轉化成氧化銅負聚在蜂窩陶粒孔隙的表面上的氧化銅，不僅轉化成本高，在培燒過程與碳粉、硫黃及其它可燃物共熱引起燃燒和爆炸，不僅嚴重存在安全隱患，而且在焙燒過程中會產生帶刺激性氣味的有毒的過氧化氮氣體，污染環境，能耗也高。另一中國專利2009102110553公開了改性鋁土礦臭氧多相催化劑，它是以粉末狀鋁土礦為載體浸漬在鐵鹽溶液中，經蒸汽浴老化、烘干和焙燒制得鐵改性鋁土礦催化劑。這種制備方法同樣存在鐵鹽轉化成氧化鐵過程中會產生有害氣體污染環境，而且耗能高。綜合上述，目前多相催化臭氧氧化負載型催化劑制備方法一是都要通過浸漬、干燥和焙燒等工序，制備周期長，生產效率低；再是都用金屬鹽進行轉化為金屬氧化物，不僅能耗高，而且在轉化中會產生安全隱患和有害氣體，污染環境。

發明內容

針對上述現有技術中制備多相催化臭氧氧化負載型催化劑制備方法所存在的問題，本發明提供了一種生產周期短，生產效率高，而且能耗低，又不會污染環境的多相催化臭氧氧化催化劑及制備方法。

本發明所述多相催化臭氧氧化催化劑是含有多種金屬氧化物的多孔水泥泡沫磚或顆粒，它以粉煤灰為骨料，以多種金屬氧化物為活性劑，以水泥、石膏和石灰為膠凝劑、以鋁粉為發泡劑混合制備而成，各組份的重量百分比是：粉煤灰61-64%、金屬氧化物6-9%、水泥5-6%、石膏5-6%和石灰15-20%，所述鋁粉加入量為上述原料總重量0.06-0.07%。

本發明的制備方法是：

a、???將粉煤灰篩選出粗顆粒并測定含水份，將石膏、石灰粉碎成小于200目細粉，選擇粒度小于400目的金屬氧化物；

b、???按每模配料比分別將粉煤灰、水泥、石膏、石灰、金屬氧化物以及鋁粉加入配料槽中，開動攪拌裝置并加水攪拌混合制成比重為1.71-1.75的混合漿料；

c、????將上述混合漿料泵入發泡磚模內發泡；

d、????發泡后，將磚坯砌成塊狀體，再將塊狀體送入蒸壓釜中，并在溫度為160～200℃、壓力為0.6MPa以上的飽和壓力下固結，即可制成多相催化臭氧氧化催化劑。

?所述粉煤灰為火力發電廠的爐渣灰，所述金屬氧化物由氧化鐵粉、氧化銅粉和氧化錳粉組成。氧化鐵粉、氧化銅粉和氧化錳粉在組份中的加入量均為2-3%。

?

本發明與現有多相催化臭氧氧化催化劑相比，具有以下特點：

1、???制備方法簡單、不需要焙燒、工藝周期短，生產成本低，無安全隱患，

2、????省去了金屬氧化物轉化過程，節省了能耗，不會產生有害氣體，不會造成環境污染，

3、????能做到粉煤灰廢物利用，原料來源廣，材料成本低，

4、?????催化劑含有多種活性組份，實用性廣，適用性強，可在眾多廢水中使用，

5、????催化劑使用壽命長，且可回收再生利用，無二次污染產生。

具體實施方式