[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料、其制備辦法及利用該材料催化氧化的反應(yīng)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810333566.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108568294A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬軍;汪達(dá);徐浩丹;盧曉輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J21/08
• 分類號(hào): B01J21/08;B01J35/00;B01J35/02;B01J35/10;B01J37/00;C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 賈澤純

一種輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料、其制備辦法及利用該材料催化氧化的反應(yīng)裝置，本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料、其制備辦法及利用該材料催化氧化的反應(yīng)裝置。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有大多數(shù)臭氧催化氧化劑存在的顆粒過(guò)小，處理水后難以從水中分離，但顆粒較大的催化材料又無(wú)法克服重力的影響，容易堆積堵塞在反應(yīng)裝置底部造成堵塞的問(wèn)題。本發(fā)明以混合天然石英為原料，經(jīng)粉碎篩分后得到的輕質(zhì)顆粒狀催化劑。進(jìn)行水處理時(shí)，將制得的催化劑裝入本發(fā)明設(shè)計(jì)的反應(yīng)裝置中，通入臭氧后，輕質(zhì)顆粒狀催化劑可隨氣流在反應(yīng)裝置中呈沸騰狀，與水充分接觸，且不會(huì)隨水流離開(kāi)反應(yīng)裝置。本發(fā)明用于水處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料、其制備辦法及利用該材料催化氧化的反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量有機(jī)污染物被排入水體中，造成水體的大面積污染。目前水環(huán)境所面臨的污染問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)峻。2013年，我國(guó)七大水系中，水質(zhì)最好的是珠江流域和長(zhǎng)江流域，水質(zhì)較差的是松花江、黃河、海河，而污染最為嚴(yán)重的是淮河流域。以有機(jī)污染為主，氨氮、高錳酸鹽指數(shù)(COD_Mn)、五日生化需氧量(BOD₅)為主要污染指標(biāo)。近年來(lái)，研究人員已經(jīng)檢測(cè)出自來(lái)水中有機(jī)物種類達(dá)765多種，其中23種被認(rèn)定為可疑致癌物質(zhì)，18種為促癌物質(zhì)，56種為誘變物質(zhì)。

臭氧是一種氧化能力極強(qiáng)的氧化劑，其標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為2.07V，高于氯(1.36V)、二氧化氯(1.50V)和過(guò)氧化氫(1.78V)，因此能有效去除一部分水中的污染物。臭氧還能有效去除色度和嗅味、氧化水中多種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物、降解難降解污染物、殺死微生物，深度處理飲用水中各種雜質(zhì)，達(dá)到凈水效果。然而許多難降解有機(jī)物無(wú)法和臭氧直接反應(yīng)，因此在臭氧氧化過(guò)程中不能被有效去除。

臭氧催化氧化技術(shù)是一種高效的高級(jí)氧化水處理技術(shù)，當(dāng)有催化劑存在時(shí)，臭氧能被快速地分解并產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)的·OH(2.80V)。由于·OH具有極強(qiáng)的氧化性和無(wú)選擇性，使得它與有機(jī)物反應(yīng)速度很快，氧化速率常數(shù)大多在10⁸M^-1s^-1～10¹⁰M^-1s^-1，而臭氧直接氧化的反應(yīng)速度常數(shù)大多在10⁰M^-1s^-1～10³M^-1s^-1。目前，大多數(shù)成功地應(yīng)用于水處理中的高級(jí)氧化過(guò)程都是發(fā)揮·OH的氧化能力。因此臭氧催化氧化技術(shù)在水處理領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。

然而目前大多數(shù)臭氧催化氧化劑存在顆粒過(guò)小，處理水后難以從水中分離的問(wèn)題。而顆粒較大的催化材料則無(wú)法克服重力的影響，容易堆積堵塞在反應(yīng)裝置底部。

有鑒于此，有必要尋找更加適合的臭氧催化氧化材料，并發(fā)明更合理的臭氧催化氧化反應(yīng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有大多數(shù)臭氧催化氧化劑存在的顆粒過(guò)小，處理水后難以從水中分離，但顆粒較大的催化材料又無(wú)法克服重力的影響，容易堆積堵塞在反應(yīng)裝置底部造成堵塞的問(wèn)題，而提供一種輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料、其制備辦法及利用該材料催化氧化的反應(yīng)裝置。

本發(fā)明一種輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料以混合天然石英為原料，依次經(jīng)粉碎、篩分和洗滌后制備得到的。

本發(fā)明一種輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行：

將混合天然石英粉碎，篩分得到粒徑為5～10mm的顆粒，洗滌并烘干，即得到輕質(zhì)顆粒狀臭氧催化氧化材料；所述混合天然石英為方石英和低溫α-石英的混合相，所述方石英和低溫α-石英的晶相比為6:4。