[發明專利]一種多孔陶粒芬頓催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610101449.6
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105688917B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 蔡群歡;宋樂山;姚詠歌;賀前鋒;陳亞利;言海燕;闕雄杰;趙迪;趙建成;劉杰
• 申請（專利權）人: 湖南永清環保研究院有限責任公司;深圳永清水務有限責任公司
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;B01J35/10;C02F1/72
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

本發明公開了一種多孔陶粒芬頓催化劑及其制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份，以市政污泥20?60份、粘土10?20份、高嶺土10?20份、粉煤灰10?20份、硅源2?5份、含銅化合物2?5份，含鐵化合物2?5份為原料；將原料中的各組分混勻，再經擠壓得陶粒坯料；硅源為水玻璃、氣相二氧化硅和硅粉中的一種或幾種；(2)將陶粒坯料干燥后燒結，冷卻，得到多孔陶粒載體；所述燒結是將干燥后的陶粒坯料先升溫至300?600℃下保溫10?40min，再升溫至950?1150℃，保溫10?40min。本發明利用污泥制備多孔陶粒芬頓催化劑，原料簡單，價格便宜，污泥也實現了資源化，具有經濟優勢。多孔陶粒芬頓催化劑表面粗糙、有大量貫通性孔隙，顆粒孔隙率高，比表面積高；化學性質穩定，可適應酸性環境的廢水處理。

技術領域

本發明涉及一種多孔陶粒芬頓催化劑及其制備方法。

背景技術

多孔陶粒是含有大量開口貫通氣孔的陶粒體，孔隙率高，比表面積大，具有良好的吸附能力和活性。當其作為催化劑載體時，對催化劑起分散和承載作用，從而提高催化劑的有效表面積，提高轉化效率和反應速率。多孔陶粒作為催化劑的制備主要是采用添加致孔劑的工藝，致孔劑有無機和有機兩種。無機致孔劑有碳酸銨、碳酸鈣、氯化銨等高溫可分解鹽類以及各類碳粉；有機致孔劑主要有天然纖維、高分子聚合物和有機酸等，如鋸末、淀粉、甲基丙烯酸甲酯等。市政污泥有機物含量高，在高溫下揮發、燃燒產生氣體，將其作為致孔劑用于多孔陶粒的制備已成為一個研究熱點。例如建材使用中的輕質陶粒、污水處理的生物填料等，這些材料要求多孔、輕質、抗壓強度高。但作為催化劑負載體，還要求含有大量開口貫通氣孔，同時對孔徑及其分布情況要求較高。

目前，因包含非均相芬頓催化劑在內的多孔材料負載技術具備高效快速、操作方便、無二次污染等優點，已成為研究熱點，載體就包括了凹凸棒、沸石、分子篩、氧化鋁球等。中國專利CN201310000494.9公布了“一種載鐵凹凸棒土非均相芬頓催化劑的制備方法”，將凹凸棒土粉磨-酸活化-粉磨-負載鐵離子的方式，制得催化劑對廢水中苯酚的去除率達到95％以上，但催化劑顆粒為40-200目，使用不是很方便。中國專利CN 103111321 A公布了“一種載鐵分子篩類芬頓催化劑的制備方法及其應用”，將在400℃活化后的3A型分子篩放置在Na₂CO₃與FeSO₄溶液中攪拌反應5-6h，再經過濾-洗滌-烘干制得芬頓催化劑，用于硝基苯廢水處理，硝基苯降解率為85％以上，COD_Cr去除率在78.6％以上。3A分子篩孔徑在0.1nm，為微孔結構，不適合含大分子有機物的廢水處理。

發明內容

本發明解決的技術問題是，對污水處理后產生的污泥進行處理，將其用于制成多孔陶粒材料，作為芬頓處理時的催化劑。

本發明的技術方案是，提供一種多孔陶粒芬頓催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)按重量份，以市政污泥20-60份、粘土10-20份、高嶺土10-20份、粉煤灰10-20份、硅源2-5份、含銅化合物2-5份、含鐵化合物2-5份為原料；將原料中的各組分混勻，再經擠壓得陶粒坯料；所述硅源為水玻璃、氣相二氧化硅和硅粉中的一種或幾種；

(2)將所述陶粒坯料干燥后燒結，冷卻，得到多孔陶粒載體；所述燒結是將干燥后的陶粒坯料先升溫至300-600℃(優選350-500℃)下保溫10-40min，再升溫至950-1150℃，保溫10-40min。

進一步地，所述高嶺土中含SiO₂ 40-60wt％、含Al₂O₃ 20-40wt％。

進一步地，所述粉煤灰中含SiO₂ 40-60wt％、含Al₂O₃ 20-50wt％。

進一步地，所述粘土、高嶺土和粉煤灰的粒徑在500目以下。