[發明專利]一種催化電化學-臭氧-硫酸根自由基氧化的復合金屬活性炭基催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811282840.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109225225B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 卞兆勇;辛欣;張夢;梁琪;王輝;張占勛;潘恬豪;柴云;范飛
• 申請（專利權）人: 北京師范大學;北京萬邦達環保技術股份有限公司
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J35/10;B01J37/03;B01J37/08;C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 張海青

本發明公開了一種催化電化學?臭氧?硫酸根自由基氧化的復合金屬活性炭基催化劑及其制備方法，所述催化劑由活性炭顆粒材料基體和活性金屬氧化物構成，經如下步驟制備而成：將金屬氧化物前驅體溶于水制備成前驅體混合液；配制助劑；將活性炭顆粒材料預處理，然后將預處理后的活性炭顆粒、金屬氧化物前驅體溶液和助劑混合攪拌；將所得的金屬氧化物前驅體和助劑浸漬后的活性炭顆粒放入烘箱內干燥，干燥至水分低于5％；將干燥后的材料焙燒，從而制得的產物即為同時催化電化學氧化、臭氧氧化和硫酸根自由基氧化的復合金屬催化劑。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，特別是涉及一種催化電化學-臭氧-硫酸根自由基氧化的復合金屬活性炭基催化劑及其制備方法。

背景技術

催化電化學、臭氧氧化降解高鹽有機廢水常用的催化劑有很多，但單一的催化氧化反應具有降解效果差，COD去除率低，降解不完全，氧化效果不穩定等缺點，在一定程度上限制了它們的應用。

近年來將兩種或多種技術結合降解污染物成為研究的熱點，起主要作用的是催化劑的催化作用。催化劑的制備方法決定了催化劑的形貌、結構和性能。

專利CN106391001A中公開的一種制備活性炭負載的釕-鉑雙金屬復合催化劑的制備方法，該方法采用貴金屬釕和鉑與活性炭結合制備成品催化劑，該催化劑的制備方法簡便，但其中使用了丙酮、碳酸丙二醇酯等有機物會對環境產生污染，且采用貴金屬增加了催化劑的成本。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種催化活性好，使用范圍較廣的鐵、銅等廉價金屬和活性炭材料制備成復合金屬催化劑，得到的催化劑用于提高電化學-臭氧-硫酸根自由基氧化去除COD的效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種催化電化學-臭氧-硫酸根自由基氧化的復合金屬活性炭基催化劑，由活性炭基體、活性組分和助催化劑構成。

進一步地，所述活性組分包含主催化劑和副催化劑，所述主催化劑為鐵、銅、錳、鈷、鉛、鋅、鈰的氧化物中的一種或混合物，所述副催化劑為鈰、鎳、錫、鈷、鎂的氧化物中的一種或混合物。

進一步地，所述的助催化劑包括氫氧化鉀、硝酸鉀中的一種或混合物。

進一步地，所述主催化劑占總量的重量百分比為0.8-40％，副催化劑占總量的重量百分比為0.2-10％，助催化劑占總量的重量百分比為0.02-1％，保證金屬氧化物較均勻的分布在活性炭基體表面，主催化劑、副催化劑和助催化劑協同增強催化劑的催化氧化性能，并且不會在活性炭基體表面形成大的團簇。

本發明還提供一種上述催化電化學-臭氧-硫酸根自由基氧化的復合金屬活性炭基催化劑的制備方法，包括以下步驟，

(1)將金屬氧化物前驅體溶于水制備成混合液；

(2)配制助催化劑，然后和步驟(1)的混合液混合；

(3)將顆粒活性炭在0.1mol/L NaOH中浸泡8-12h后，去離子水反復沖洗至三次洗出液pH保持恒定，后用0.1mol/L HNO₃溶液浸泡4-8h，充分洗去活性炭表面和孔道內的雜質，為后續吸附金屬前驅液提供更多的吸附位點，去離子水反復沖洗至三次洗出液pH保持恒定，60℃干燥至水分低于5％；

(4)將步驟(2)中所得的混合液和步驟(3)處理后的顆粒活性炭混合攪拌；

(5)將步驟(4)的所得材料放入烘箱內干燥，干燥至水分低于5％，保證焙燒的過程不會因水分太多破壞活性炭的孔道結構；

(6)將干燥后的材料焙燒，從而制得產物。