[发明专利]一种催化臭氧氧化用的催化剂的制备方法及其应用

说明书

本申请公开了一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：a)获得铝溶胶；b)将成型蜂窝载体浸渍于所述铝溶胶中，经干燥，焙烧，得到所述催化剂。制备的催化剂可对有机废水进行催化臭氧氧化处理，具有去除效率高，臭氧利用率高，催化剂稳定性好，活性组分流失少等优点。

技术领域

本申请涉及一种催化臭氧氧化催化剂的制备方法及其在有机废水处理中德应用，属于废水处理废水处理技术和环境功能材料领域。

背景技术

目前废水末端处理方法主要采用生化法、芬顿氧化法等，目的使排放废水的COD降至50mg/L以下，但缺陷在于效率慢速、活性组分流失并污染环境，而催化臭氧氧化法(CWOO)是利用臭氧在催化剂的作用下能产生氧化能力极强的羟基自由基[·OH]和单原子氧[O]等活性粒子的性质处理难降解废水。该技术是高级氧化技术中的一种，对生物难降解有机和无机污染物污染物，如苯、酚及其衍生物，氰化物、硫化物、铁及腐殖酸，杀虫剂、除草剂等具有分解作用，同时具有脱色、除臭、杀菌作用，此外，具有有机物去除效率高，系统简单易于实现的优点，是水处理方向的重点研发领域之一。

目前常用的催化臭氧氧化催化剂载体有氧化铝、分子筛、沸石、活性碳、蜂窝陶瓷等。常用载体具有颗粒性，流体扰动对催化剂的摩擦造成部分活性组分流失。蜂窝陶瓷由于其高强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨等特异性能可广泛应用于各种环保领域，并且可做成整体模块，有利于活性组分的负载及避免活性组分流失。由于蜂窝陶瓷一般具备的是宏观孔，为保证活性组分有效负载，可采用表面铝溶胶涂覆法改善其表面性质。目前，已经有研究人员演剧蜂窝陶瓷作为CWOO催化剂载体。工程废水处理催化剂的稳定性。专利CN 101811049通过对蜂窝陶瓷表面负载拟薄水铝石并负载活性组分Co，对催化臭氧氧化2，4-二氯苯氧乙酸有很好的矿化率；专利201610950671.3以陶瓷膜为基体，采用层层沉积热处理法负载三氧化二铁-氧化镍-二氧化铈，得到的催化剂可解决有机物含量高、COD浓度高等水污染问题。本专利采用铝箔制备的铝溶胶对蜂窝陶瓷进行表面涂覆，过度金属共负载或分次负载，得到的催化剂具备较好的催化臭氧氧化活性及稳定性，且制备工艺简单，可实现工程化。经过该催化剂处理的出水可直接达标排放或中水回用。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种催化剂，该催化剂具有污染物去除率高、催化剂稳定性好、活性组分流失少等优点。

该催化剂为臭氧氧化催化剂，是以蜂窝陶瓷为载体，通过涂覆法负载铝溶胶，制得的以Fe、Mn、Cu、Zn等过渡金属盐溶液负载或共掺杂型臭氧氧化催化剂，它的制备方法包括(铝溶胶/)过渡金属铝溶胶混合溶液负载、烘干、(浸渍、烘干、)焙烧过程。

所述催化臭氧氧化用的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括成型蜂窝陶瓷载体；

所述载体表面与含铝溶胶以及含过渡金属元素的液体接触后，经干燥、焙烧，即得所述催化剂；

所述过渡金属元素在所述催化剂上的负载量为0.5～5wt.％；所述过渡金属元素在所述催化剂上的负载量以过渡金属元素的质量计。

可选地，所述过渡金属元素在所述催化剂上的负载量为2～4wt.％。

可选地，所述过渡金属元素包括Fe、Mn、Cu、Zn中的至少一种。

具体地，所述催化臭氧氧化用催化剂，其特征在于：以成型蜂窝陶瓷为载体，表面涂覆浸渍铝溶胶及过渡金属盐溶液，其中，过渡金属负载量为0.5～5wt.％。

可选地，所述催化剂以成型蜂窝陶瓷为载体，表面涂覆浸渍铝溶胶及过渡金属盐溶液，过渡金属优选为Fe、Mn、Cu、Zn，负载量优选为2～4wt.％。

根据本申请的又一方面，提供一种所述催化剂的制备方法。

所述方法包括以下步骤：

a)获得含有过渡金属元素的铝溶胶；