[发明专利]一种处理化工有机废水催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及一种处理化工有机废水催化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国工业化发展，水资源越来越短缺，废水的处理及回收利用越来越受到重视。这些废水总量巨大且有逐年增加的趋势，如果在排放之前不对其进行处理，废水中高浓度可溶性无机盐和难降解有毒有机物会对自然生态环境造成严重的破坏，如对土壤及地表水、地下水造成破坏性污染，最终影响与人们息息相关的生活生产用水。通常这些高浓度难生化降解的工业废水采用常规的生物或物理化学方法处理很难达到理想的效果。

采用负载过渡金属氧化物作为固体催化剂促进氧化剂（如双氧水、次氯酸钠、臭氧等）的分解并使之与废水中有机物迅速反应，可在较短的时间内降解有机物并提高氧化剂的利用效率，因此非均相催化剂便成为该技术的关键。非均相催化剂主要包括载体（如活性炭、氧化铝、氧化硅和氧化钛）以及活性金属（如铁、钴、铜、锌等）的氧化物。商业用于水处理催化剂目前大多是采用活性炭负载金属氧化物。从工程应用的实践来看，该类型催化剂催化氧化剂的效率不高，这样就导致氧化剂的用量增加，从而导致成本升高；其次，活性炭催化剂由于其自身含有钙、镁离子，在工艺运行中会溶出，在后续的碱性运行环境中会产生沉淀，影响废水处理的效果；再者，由于活性炭催化剂生产工艺的原因，导致其负载的活性金属氧化物容易溶出，影响其使用寿命，且催化剂的强度也不够理想，在曝气过程中磨损比较严重。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种处理化工有机废水催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述催化剂的制备方法。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种处理化工有机废水催化剂，以Al₂O₃为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al₂O₃的重量百分数为40～70%，氧化镍为20～50%，氧化锰为5～20%，氧化铈为1～10%。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：70%的Al₂O₃、20%的氧化镍、8%的氧化锰和2%的氧化铈。

其中，所述氧化铈由氧化镧代替。

其中，所述载体Al₂O₃颗粒直径为1～8mm，比表面积为150～400m₂.g^-1。

制备上述任一处理化工有机废水催化剂的方法，包括以下步骤：

（1）取硝酸铈或硝酸镧晶体溶于蒸馏水中配制浓度为0.2～2mol/L的溶液；

（2）待酸铈或硝酸镧晶体溶解后加入球型Al₂O₃，搅拌后静置6～22小时干燥，后在300～500℃下焙烧3～8小时，得到催化剂的前驱体；

（3）配制2～6mol/L的硝酸镍溶液，后加入KMnO₄粉，使KMnO₄的浓度为0.2～2mol/L；

（4）将催化剂的前驱体浸入步骤（3）所得混合溶液中，前驱体与混合液的体积比为1:0.6～0.8；然后再静置8～24小时干燥，后在300～550℃下焙烧3～8小时即得催化剂。

其中，步骤（3）中KMnO₄粉也可以由硝酸锰代替。

其中，所述步骤（4）的静置时间长于步骤（2）静置时间。

有益效果：本发明提供的催化剂在硬度、活性组分的稳定性、使用寿命和催化氧化效率方面性能优异，而且制备过程简单，可以实现工业化生产；在工程上不但可以用于固定床，也可以应用于流化床，在处理效果和工程应用前景方面比传统的活性炭更具有竞争力。

具体实施方式

实施例1：

一种处理化工有机废水催化剂，以Al₂O₃为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al₂O₃的重量百分数为40%，氧化镍为50%，氧化锰为5%，氧化铈为5%。

实施例2：

一种处理化工有机废水催化剂，以Al₂O₃为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al₂O₃的重量百分数为50%，氧化镍为25%，氧化锰为20%，氧化铈为5%。

实施例3：