[發(fā)明專利]一種用于臭氧催化氧化的鐵復合催化劑及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111229225A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 梁二飛
• 申請（專利權）人: 杭州英普環(huán)境技術股份有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J35/10;C02F1/78;C02F101/34
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳俊志;郭錦春

一種用于臭氧催化氧化的鐵復合催化劑及其制備方法，本催化劑以活性氧化鋁和活性氧化鐵制備復合載體，以氧化鐵為活性成分。本催化劑制備分為載體制備和催化劑制備兩個過程，先將氧化鐵和活性氧化鋁混合均勻，加入粘合劑溶液，按壓成塊，進行干燥處理、煅燒，得到催化劑復合載體，再將制得的催化劑在鐵鹽溶液中浸泡后干燥、煅燒，得到催化劑。本發(fā)明催化劑催化活性高，原料易得成本低，制備的方法簡單，易于大規(guī)模生產，且穩(wěn)定性好，可重復利用多次。

技術領域

本發(fā)明涉及催化劑技術領域，具體涉及一種用于臭氧催化氧化的鐵復合催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著中國工業(yè)化進程的日益加快，水污染問題的日益加劇成為影響中國可持續(xù)發(fā)展的重大問題。有機廢水是公認的高危污染物之一，有機廢水成分復雜，可生化性差，廢水處理難度大，傳統(tǒng)的二級生化處理已經(jīng)難以滿足新的排放標準要求，由此高級氧化技術應運而生，并得到迅速發(fā)展。

臭氧催化氧化技術是基于臭氧的高級氧化技術，是近年來工業(yè)污水處理領域的研究熱點。臭氧，是一種安全潔凈的氧化劑，氧化電位為2.07V，僅次于+OH(2.81V)和F2(2.87V)的氧化電位。臭氧氧化法主要通過直接和間接反應兩種途徑得以實現(xiàn)。其中直接反應指臭氧與有機物直接反應；間接反應為在常壓下將臭氧分解為氧化性更強的羥基自由基與廢水中的有機物發(fā)生氧化反應，使有機物轉化為二氧化碳和水，從而達到降低廢水中COD的目的。其中，羥基自由基是臭氧與催化劑相互作用產生的，氧化速率更快，幾乎可以氧化所有的污染物。為了增加臭氧與催化劑作用產生羥基自由基的速率，大量科研工作者一方面尋找性能更優(yōu)異的臭氧催化材料，另一方面制備更好的理想的催化劑載體。

常見的臭氧催化氧化催化劑是將金屬或者金屬氧化物負載在沸石、陶瓷、硅膠、分子篩等一系列多孔催化劑材料的載體上，這些載體具有比表面積大，催化劑壽命高，易于分離回收等特點。對于已有的多孔催化劑載體，如何進一步改性，加快其催化臭氧分解羥基自由基的速率，是臭氧催化氧化催化劑的研究熱點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高加速污水中有機物的氧化速率和效率且成本低、制備方法簡單的鐵復合催化劑。

本發(fā)明一種用于臭氧催化氧化的鐵復合催化劑，所述用于臭氧催化氧化的鐵復合催化劑的載體為復合載體，活性成分為氧化鐵，所述復合載體為活性氧化鋁和活性氧化鐵。

本發(fā)明催化劑的載體為復合載體，通過粘合劑將活性氧化鋁和活性氧化鐵結合在一起，活性氧化鋁和活性氧化鐵本身都具有較高的催化活性，可催化臭氧分解，兩種材料混合后，其催化活性大于單獨存在時的催化活性，提高了催化劑的負載量。

進一步的，所述復合載體活性氧化鐵與活性氧化鋁的質量比為1:9～3:7。

復合載體中活性氧化鋁與活性氧化鐵的質量比為9:1～17:3時，復合載體的催化活性更好。

進一步的，復合載體的粘合劑為PAM。

PAM(聚丙烯酰胺)上有酰胺基，易與水或水中某些有機污染物形成氫鍵，快速吸附有機污染物，加速其被臭氧降解的速率和效率。

另一方面，本發(fā)明公開了一種用于臭氧催化氧化的鐵復合催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)催化劑復合載體的制備：

將活性氧化鐵和活性氧化鋁混合均勻，加入粘合劑溶液，攪拌均勻后按壓成塊，然后進行干燥處理，干燥后進行煅燒，得到催化劑復合載體；

(2)催化劑的制備：

配置鐵鹽溶液，將步驟(1)制備的復合載體放入所述鐵鹽溶液中浸泡，再進行干燥處理，干燥后進行煅燒，得到鐵復合催化劑。

進一步的，所述粘合劑的溶劑為水和雙氧水，所述水和雙氧水的體積比為7:3～1:1。