[发明专利]一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体说，涉及一种处理反渗透浓水的臭氧 催化氧化催化剂及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，越来越多的人工合成化合物进入到水体中，造成水体 中存在一些高稳定性、难氧化的有机物，该类有机物对水环境造成了严重的 破坏。经济有效地去除水中这类难降解有机污染物已成为目前水处理领域研 究和工程应用的热点。

臭氧具有很强的氧化性，其标准电极电位为2.07V。臭氧与有机物的反 应有两种方式：一、通过亲核或亲电作用直接参与反应，但存在臭氧投加量 大、利用率低、反应速度慢、能耗高等问题，另外，臭氧与有机物的直接反 应具有极高的选择性，从而使臭氧在处理过程中去除水中的总有机碳(TOC) 和化学需氧量(COD)效率低；二、臭氧在碱等因素的作用下通过活泼自由 基主要是羟基自由基(·OH)与污染物反应，而臭氧分解产生的·OH同有机 物进行的间接反应一般没有选择性，并且·OH具有极强的氧化能力，其氧化 电位为2.8V，是自然界中仅次于氟的氧化剂。相比于臭氧，·OH具有更强的 氧化性。

针对臭氧分子氧化有机物的选择性和降解有机物TOC去除率不高的问 题，近年来科研工作者对臭氧氧化工艺做了很大改良，臭氧氧化工艺改进的 目的是强化水中臭氧分解生成羟基自由基，利用羟基自由基氧化降解水中的 有机物，达到除污目的。

近年来研究开发的以臭氧为氧化剂的高级催化氧化技术受到越来越多 的关注。催化臭氧氧化技术由于具有反应条件温和、氧化活性高和没有二次 污染的特点，在水处理领域显示出了广阔的应用前景。催化臭氧氧化技术又 分为两大类：均相催化臭氧氧化技术和非均相催化臭氧氧化技术。与均相催 化臭氧氧化技术相比，非均相催化臭氧氧化技术具有催化剂能够重复利用、 易回收处理、成本低和活性高的优点，已成为目前国内外水处理领域研究热 点。

多相催化臭氧氧化技术是在臭氧氧化体系中引入固体催化剂使催化反 应在固、液、气相界面进行的化学反应。臭氧多相催化氧化技术利用一些典 型的过渡金属氧化物强化臭氧氧化降解有机物，但这些过渡金属催化剂或者 去除COD效率低、或者催化活性不稳定、或者制备成本高。因此需要开发 具有COD去除率高、催化剂寿命长、并且成本低廉的新型催化剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂及其 制备方法，以解决上述问题。

本发明提供了一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂，该催化剂由 活性组分、助剂和载体组成；其中，活性组分为过渡金属氧化物，助剂为碱 金属氧化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物；载体为经过酸处理或碱处 理的改性载体。

进一步，载体为氧化铝。

进一步，以质量计,活性组分为1.0-15％，助剂为0.1-1.0％，余量为载体。

进一步，活性组分是一种或多种选自钛、锰、铁、钴、镍、铜、锌的过 渡金属氧化物。

进一步，助剂是一种或多种选自钠、钾、镁、钙、镧、铈的碱金属氧化 物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物。

本发明还提供了一种用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂的制备方法， 包括：

经过酸处理或碱处理对载体进行改性，获得改性载体；

采用浸渍法将活性组分、助剂和分散剂负载在改性载体上；

经养生、干燥、焙烧后制得臭氧催化氧化催化剂。

进一步，载体为氧化铝。

进一步，以质量计，活性组分为1.0-15％，助剂为0.1-1.0％，余量为载 体。

进一步，分散剂的加入量为100-1000g/L。

进一步，焙烧温度为400-800℃，焙烧时间为2-6h。

与现有技术相比本发明的有益效果是：使COD去除率更高、使用寿命更 长，且制备工艺简单，成本低廉，无二次污染，非常适合工业化生产。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。本领域 技术人员可借鉴本发明的内容，适当改变材料、参数、工艺等环节来实现相 应的其他目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改 动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都应当被视为包括在本发明的范 围之内。