[发明专利]一种复合金属氧化物臭氧催化剂的制备方法

说明书

本发明属环境保护技术领域，提供了一种复合金属氧化物臭氧催化剂的制备方法，它包括步骤为，将工业级的γ‑Al₂O₃，用稀硫酸溶液浸泡，用去离子水洗涤至中性，煮沸烘干后制得活化γ‑Al₂O₃球载体；然后将其先后投放在硝酸铈和硝酸钴溶液，经水浴浸渍、烘干等获得负载硝酸铈和硝酸钴前驱体的γ‑Al₂O₃球载体，再将其煅烧，得最终产品复合金属氧化物臭氧催化剂CoO‑CeO/γ‑Al₂O₃。本发明催化剂COD去除效率比市售同类产品高4.3％‑11.9％，氨氮去除效率比市售同类产品高28.2％‑37.1％，本发明催化剂的催化效率高，且催化剂有较高的稳定性，本发明在实际水处理过程中应用广泛，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种复合金属氧化物臭氧催化剂的制备方法。

背景技术

近年来公众对生态环境质量的要求越来越高，国家在环境污染治理方面的重视程度不断提高，我国的污水排放标准也在不断提升。目前，我国污水厂实行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。此外，目前有多个省市制定了地方水污染排放标准，均对城镇污水处理厂的排放做了更加严格的规定。其中，河北省2018年《大清河流域水污染物排放标准》 (DB13/2795-2018)等标准，将主要污染物控制指标限值提高到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ-Ⅳ类水平。而现行的污水处理工艺主要功能是去除悬浮物和常规有机污染物，对有毒、有害、难降解有机物的处理效果非常有限，尽管达到了城市污水处理厂污染物排放标准，但污水中出水中仍残存一些诸如多环芳烃、邻苯二甲酸盐、内分泌干扰物等难生物降解的有机污染物。如何实现难降解有机物经济而稳定的去除成为一个亟需解决的问题。

臭氧作为一种强氧化剂，已广泛应用于水处理领域中，用来去除水中的难生化降解有机物。但单独的臭氧氧化存在着氧化效率低、效果不稳定等缺点，造成投资和运行成本比较高。臭氧催化氧化技术能够产生大量的羟基自由基 (·OH)，大大降低臭氧氧化的选择性，提升臭氧利用效率，增强有机物的降解效果。其中非均相臭氧催化氧化是目前研究的热点。催化剂的加入温和了反应条件，加快了臭氧的分解，提高的臭氧氧化能力。在反应过程中，催化剂不同，处理效果及处理成本有很大的差异。臭氧催化剂是实现臭氧氧化技术，降低处理成本，提高臭氧利用的关键。

随着污水排放标准的提高，对污水处理高级氧化技术，尤其是催化臭氧氧化技术的要求越来越高，而催化剂是催化臭氧氧化技术能否大规模应用的关键因素之一。非均相催化剂催化活性很大程度上取决于催化剂制备方法、表面的属性、载体种类、载体上活性组分的种类、负载量及催化剂配比等。其中，负载型催化剂分散性好，比表面积大，催化效果大，但表面性质易改变，重复利用率低，造成催化剂的浪费，增加成本。若能进一步研究制备性质稳定的催化剂，可促进催化臭氧氧化技术的进展及大规模应用。催化臭氧化大规模应用需要解决的主要技术问题是高效催化剂的制备及其的固定化以及与之相应的结构简单、效率高、可长期稳定运行的反应技术。

发明内容

本发明为了解决臭氧催化剂表面性质易改变及重复利用率问题，提供一种复合金属氧化物臭氧催化剂CoO-CeO/γ-Al₂O₃制备方法，所述催化剂具有较高的催化活性和稳定性，绿色环保，可多次循环利用。

本发明采用的技术方案如下：

一种复合金属氧化物臭氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：