[發(fā)明專利]一種用于非均相臭氧氧化的負載型催化劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610218079.4
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105771968A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 尹勝奎;曹普晅;趙毓璋;曹文彬;曹海燕;耿天甲;趙童;曹嵩;吳冠龍
• 申請（專利權）人: 北京今大禹環(huán)境技術股份有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/889;B01J21/04
• 代理公司: 北京宣言律師事務所 11509
• 代理人: 趙建剛

技術領域

本發(fā)明涉及廢水處理和催化劑領域，旨在利用廢氧化鋁干燥劑為載體制備一種成本低廉、環(huán)境友好型的臭氧催化劑，該催化劑主要用于工業(yè)廢水中難降解有機物的去除。

背景技術

活性氧化鋁干燥劑是一種多微孔、高分散度的固體物料，其較大的比表面積使其有著良好的吸附性能，此外還具有廣泛的耐壓、耐磨損及耐熱性。因此，工業(yè)生產(chǎn)中氧化鋁干燥劑廣泛應用于石油化工、化工、紡織、冶金等行業(yè)的儀表干燥，也可用于鋼鐵、石油裂解氣、乙烯、丙烯中的液相及氣相深度干燥。但是，隨著使用時間的延長，這些氧化鋁的孔道會逐漸被雜質堵塞，比表面積會下降，直到不能滿足生產(chǎn)要求而必須進行更換。更換下來的氧化鋁作為一種工業(yè)固廢物來處理，不僅造成了資源的巨大浪費，而且對周圍環(huán)境造成污染。面對活性氧化鋁的作為干燥劑的應用面這么廣，使用量大，產(chǎn)生的廢棄物多這個問題，以往的專利中尚且沒有研究。

臭氧是氧的一種同素異形體，標準狀態(tài)下其氧化還原電位為2.07V，是極強的氧化劑。一般認為臭氧與水中有機物的反應機理分為臭氧分子的直接反應和自由基反應兩種。直接反應的形式包括臭氧分子與含不飽和鍵有機物的加成反應以及與含供電子基，如芳香族化合物的親電取代反應；而自由基反應則利用臭氧分解產(chǎn)生的羥基自由基與多種有機物反應，是非選擇性瞬間的反應，包括脫氫、親電加成和電子轉移三種。臭氧技術成功與否的關鍵在于其利用率的高低，關于提高臭氧的利用率，目前文獻報道中的臭氧催化劑以非均相為主，能夠克服均相催化劑引起的二次污染問題。

目前研究的非均相催化劑的載體通常有氧化鋁、活性炭、陶瓷等，但是基于廢氧化鋁干燥劑能夠保持廢料的球形且節(jié)省了成型成本，改性再生后作為載體在臭氧催化氧化領域尚未被利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設計一種新型的用于非均相臭氧氧化的負載型催化劑的制備方法及其制備的臭氧催化氧化催化劑，解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種用于非均相臭氧氧化的負載型催化劑的制備方法，包括特征如下：

步驟(1)、水洗：將使用后廢棄的氧化鋁干燥劑置于水中清洗，洗至溶液pH不變?yōu)橹梗?

步驟(2)、干燥：將經(jīng)過步驟(1)清洗后的氧化鋁干燥劑與水分離，置于室溫下自然干燥2-4小時,然后在100℃-110℃下烘干3-5小時，得到干凈氧化鋁干燥劑；

步驟(3)、酸洗和/或堿洗，然后將經(jīng)過酸洗和/或堿洗后的所述干凈氧化鋁干燥劑取出，用蒸餾水沖洗至pH不再有明顯變化，室溫下靜置2-4小時。

其中，酸洗：配制濃度為0.5-2.5mol/L的酸性溶液與等體積所述干凈氧化鋁干燥劑混合，浸漬時間為1-3小時；

其中，堿洗：配制濃度為0.1-2mol/L的堿性溶液與等體積所述干凈氧化鋁干燥劑混合，浸漬時間為1-3小時；

步驟(4)、焙燒：將步驟(3)后得到的氧化鋁干燥劑放入400-600℃的馬弗爐中烘干3-5小時，得到改性的氧化鋁；

步驟(5)、活性組分負載：配制以金屬元素計重量百分比為1％-8wt％的活性組分金屬鹽溶液，將所述改性的氧化鋁浸泡于其中，先于振蕩器中低速攪拌0.5-2小時，然后浸漬8-24小時，得到負載氧化鋁；

所述活性組分金屬鹽溶液中的活性組分至少含有鐵、錳、銅、鈰、鉛、鋯、鈷或鑭中的一種；

所述活性組分金屬鹽溶液為所述活性組分的硝酸鹽形式；

步驟(6)、干燥焙燒：將經(jīng)過步驟(5)后得到的所述負載氧化鋁，置于100-120℃的管式爐中干燥2-6小時，接著溫度升至400-500℃，并在該溫度保持2-6小時，繼續(xù)升溫至500-800℃，并恒溫2-4小時；

然后自然冷卻，即得到用于非均相臭氧氧化的負載型催化劑。

步驟(3)中，所述酸性溶液為鹽酸、硫酸或硝酸中的一種；所述堿性溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種。

步驟(3)中，所述酸性溶液為硝酸溶液；所述堿性溶液為氫氧化鉀溶液。

步驟(2)中，將經(jīng)過步驟(1)清洗后的氧化鋁干燥劑與水分離，置于室溫下靜置3小時，然后在105℃下烘干4小時，得到干凈氧化鋁干燥劑；

步驟(3)中，其中，酸洗：配制濃度為1.2mol/L的酸性溶液與等體積所述干凈氧化鋁干燥劑混合，浸漬時間為1小時；

其中，堿洗：配制濃度為0.5mol/L的堿性溶液與等體積所述干凈氧化鋁干燥劑混合，浸漬時間為1.5小時；