[發(fā)明專利]TiO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110354642.1
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113042052B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯丁丁;王濤;霍培書;趙皇
• 申請（專利權(quán)）人: 中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J35/08;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/08;B01J37/02;C02F1/78;C02F1/72
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發(fā)明提供了一種TiO₂負載Al/Si?C基多孔核殼分離球體催化劑及其制備方法與應(yīng)用。通過將活性炭顆粒先后與三氧化二鐵粉末和含氧化鋁的粉末進行混合造粒，經(jīng)一次煅燒后制備了具有多孔核殼分離結(jié)構(gòu)的球體；并通過將得到的多孔核殼分離球體浸漬于含鈦溶液中，經(jīng)二次煅燒后得到了TiO₂負載Al/Si?C基多孔核殼分離球體催化劑。通過上述方式，本發(fā)明能夠利用煅燒過程中活性炭顆粒與三氧化二鐵的反應(yīng)使部分活性炭轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w逸出，形成永久球體孔道，并使殘留的活性炭內(nèi)核體積變小，與含氧化鋁的粉末形成的殼層分離，形成多孔核殼分離球體結(jié)構(gòu)，從而有效提高TiO₂的負載量及催化劑的催化效果，實現(xiàn)對臭氧和雙氧水的高效催化氧化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種TiO₂負載Al/Si-C基多孔核殼分離球體催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，大量高濃度難降解有機廢水不斷產(chǎn)生，這些廢水如果得不到及時有效的處理，將會對周圍環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。為了找到一種既高效又廉價的處理高濃度難降解有機廢水的方法，人們開始關(guān)注催化氧化技術(shù)，通過催化作用來降低化學氧化法的水處理藥劑成本，同時縮短反應(yīng)時間，并將難降解有機污染物轉(zhuǎn)化為易降解污染物或徹底氧化成二氧化碳和水，以達到排放或回用標準。

在針對有機廢水的各類催化氧化技術(shù)中，臭氧催化氧化和雙氧水催化氧化因其作用范圍廣、快速、高效、無污染等優(yōu)點受到了廣泛的關(guān)注，其中，催化劑的制備與應(yīng)用是催化氧化技術(shù)的關(guān)鍵。目前，臭氧催化氧化和雙氧水催化氧化過程中常用的催化劑主要有金屬、金屬氧化物、金屬負載催化劑、金屬氧化物負載催化劑四大類。其中，金屬氧化物負載催化劑以其催化活性高、穩(wěn)定性好，易與水分離等優(yōu)點受到了研究者的廣泛關(guān)注。

例如，公開號為CN109550503A的專利提供了一種應(yīng)用于多元催化臭氧氧化體系的催化劑及其制備方法，該專利通過將活性炭經(jīng)過酸進行預(yù)處理后置于錳鐵氧化物和二氧化鈦的混合溶液中水浴，清洗干燥后再置于惰性氣體環(huán)境中煅燒，冷卻后置于空氣中老化，即得到目標氧化催化劑，使多種活性物質(zhì)協(xié)同作用，有效氧化難生物降解的有機物。然而，該專利僅僅利用活性炭對錳、鐵、鈦等活性成分進行吸附，能夠負載的活性成分含量有限，進而影響催化劑的實際催化效果；同時，該催化劑在實際應(yīng)用中僅能利用活性炭自身的孔隙對廢水及臭氧、雙氧水進行吸附，其吸附效果有限，難以使臭氧或雙氧水在該催化劑的作用下與廢水充分反應(yīng)，導致廢水中有機物的降解效率不高。

有鑒于此，有必要設(shè)計一種改進的催化劑，通過對臭氧和雙氧水氧化反應(yīng)的高效催化提高廢水中有機物的降解效率，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種TiO₂負載Al/Si- C基多孔核殼分離球體催化劑及其制備方法與應(yīng)用。通過將活性炭顆粒先后與三氧化二鐵粉末和含氧化鋁的粉末進行混合造粒，并進行煅燒，能夠利用煅燒過程中活性炭顆粒與三氧化二鐵的反應(yīng)使一部分活性炭轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w逸出，逸出氣體的通道形成永久球體孔道，并使殘留的活性炭內(nèi)核體積變小，與含氧化鋁的粉末形成的殼層分離，形成多孔核殼分離球體結(jié)構(gòu)，從而有效提高 TiO₂的負載量及催化劑的催化效果，實現(xiàn)對臭氧和雙氧水的高效催化氧化。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種TiO₂負載Al/Si-C基多孔核殼分離球體催化劑的制備方法，包括如下步驟：

S1、將活性炭顆粒篩分后進行酸洗，并烘干備用；

S2、將步驟S1得到的烘干后的活性炭顆粒與預(yù)定量的三氧化二鐵粉末充分混合后，再加入含氧化鋁的粉料進行共混，經(jīng)造粒、烘干后得到干燥球體；

S3、將步驟S2得到的所述干燥球體在惰性氣氛下進行一次煅燒，使所述干燥球體內(nèi)部的部分活性炭與三氧化二鐵反應(yīng)，形成多孔核殼分離球體；