[发明专利]一种负载型臭氧高级氧化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载型臭氧高级氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：S1.选取γ‑Al₂O₃球体为载体；S2.将硝酸镍与去离子水混合搅拌得到稳定硝酸镍溶液，将硝酸铜与去离子水混合搅拌得到稳定硝酸铜溶液,所述硝酸镍与硝酸铜的质量比为1‑9:1；S3.将步骤S2配制好的硝酸镍溶液和硝酸铜溶液与步骤S1选取的载体混合，并持续摇晃震荡4‑8h；S4.滤去步骤S3浸渍后的浸渍液后干燥；S5.将步骤S4制备得到的γ‑Al₂O₃球体以恒定的升温速率恒温焙烧，得到以γ‑Al₂O₃球体为载体，NiO和CuO为活性组分的负载型臭氧高级氧化催化剂。本发明的臭氧高级氧化催化剂同时具有吸附和活化协同作用，既能高效吸附水中有机污染物，同时又能催化活化臭氧分子，取得很好的催化臭氧氧化效果。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体来说，涉及一种负载型臭氧高级氧化催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化、印染等行业的迅速发展，各种含有大量难生物降解的有机污染物的废水相应增多，它们进入水体给环境造成了严重的污染。

难降解有机物是指被微生物分解时速度很慢，分解不彻底的有机物(也包括某些有机物的代谢产物)，这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。这类污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氛化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等有毒难降解有机污染物。这些物质的共同特点是毒性大，成份复杂，化学耗氧量高，一般微生物对其几乎没有降解效果，如果这些物质不加治理地向环境排放，势必严重地污染环境和威胁人类的身体健康。因此，对此类物质的处理技术的研究刻不容缓。

难降解有机污水床用的处理技术包括生物法、生物强化技术、优化组合处理工艺、物化法、氧化法。生物法主要是利用微生物的新陈代谢，通过微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用来降解污水中的有机物，具有应用范围广、处理量大、成本低等优点。但当废水含有有毒物质或生物难降解的有机物时，生物法的处理效果欠佳，甚至不能处理。生物强化技术是通过改善外界环境因素，提高现有工艺对有毒难降解有机物的生物降解效率，但优势菌种在新环境中的适应性和再生问题待解决。优化组合处理工艺关键添加粉末活性炭活性污泥工艺：采用这一工艺，使有机物除被微生物氧化处理外，还被活性炭所吸附。由于活性炭表面的污泥泥龄较长，污染物与微生物接触时间远大于水力停留时间，从而使难降解毒性有机物去除率提高，但和Fenton试剂法类似，会产生大量的泥，后续处理易造成二次污染。物化法处理难降解有机污染物的文献报道不多见，主要有吸附法、萃取法、各种膜处理技术等，均涉及二次处理的过程。氧化法中，臭氧氧化技术在水处理领域中得到了广泛应用，也越来越受到重视。但由于其臭氧利用率低、运行成本高等问题，严重制约了此技术的推广与应用。

随着研究的深入，高级化学氧化技术应运而生。高级氧化技术的基础在于运用光辐照、电、声、催化剂。臭氧高级氧化是催化剂与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的•OH自由基，再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子，难降解有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成CO₂和H₂O，接近完全矿化。

以此为背景采用催化剂促进臭氧转化•OH自由基的效率、降低运行成本的技术已备受瞩目。高效催化活性和稳定性强的过渡金属催化剂一直是研究的热点。

因此，具有高效催化活性、稳定性强、价格低廉、使用寿命长并无二次污染的臭氧高级氧化催化剂势在必行。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容