CN103007954B - 一种多相催化臭氧氧化催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多相催化臭氧氧化催化剂的制备方法，它以重量比为61-64%粉煤灰为骨料，以6-9%的金属氧化物为活性剂，以5-6%的水泥、5-6%的石膏和15-20%的石灰为胶凝剂、以上述原料总重量0.06-0.07%的铝粉为发泡剂混合组成，先混合制成浆料发泡制成块状，再将块状体送入蒸压釜中，并在温度为160～200℃、压力为0.6MPa以上的饱和压力下固结而成，本发明不需要高温焙烧、工艺周期短，生产成本低，无安全隐患，节省了能耗，不会产生有害气体，不会造成环境污染，能做到粉煤灰废物利用，原料来源广，材料成本低，催化剂含有多种活性组份，实用性广，适用性强，可在众多废水中使用，且催化剂使用寿命长，且可回收再生利用，无二次污染产生。

Description

一种多相催化臭氧氧化催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及催化剂，尤其是涉及一种多相催化臭氧氧化催化剂及制备方法。

背景技术

传统的催化臭氧氧化法是将催化剂配置成一定浓度的溶液投加到废水中，催化剂以离子形式存在废水中，然后通入臭氧进行均相催化氧化，虽然能提高处理效果，但是此种催化剂存在难以回收，药剂费用高，且引入的催化剂会造成二次污染、臭氧的利用率也低，处理效果不好。因此在很大程度上限制了在废水处理中的应用。于是如何利用催化臭氧氧化进行多相催化、提高臭氧利用率，增强臭氧氧化能力，降低处理成本等问题引起国内外高等院校和科研院所的重视。对多相催化臭氧化进行了大量的研究，证实多相催化臭氧氧化技术是去除水中高稳定性、含量低、危害大、难降解有机污染物的有效技术。但到目前为止，其研究成果仍存在一些问题：一是缺乏实际生产性实验数据，其研究主要是以蒸馏水为本底的台式试验；二是多相催化臭氧化原理还处于推测阶段，尚不能完全清楚其反应机理；三是由于污染种类较多，化学组成千差万别，对催化剂有不同的选择，目前尚无通用的催化剂。

中国专利ZL2009101860288公开了多相催化臭氧氧化负载型催化剂及制备方法，它是以蜂窝陶粒为载体，以铜的氧化物为活性组份的负载催化剂。该催化剂制备方法是选择粒径为5～8mm的蜂窝陶粒为载体，将载体浸渍在18-20%的硝酸铜溶液4小时以上，取出载体在室温下晾干后在100-200℃的烘箱中干燥12小时以上，干燥后放入400-600℃的炉中焙烧4小时以上而成。这种方法存在的问题一是制作周期长，整个过程需要20小时以上，生产效率低；二是硝酸铜溶液是一种强氧化剂，转化成氧化铜负聚在蜂窝陶粒孔隙的表面上的氧化铜，不仅转化成本高，在培烧过程与碳粉、硫黄及其它可燃物共热引起燃烧和爆炸，不仅严重存在安全隐患，而且在焙烧过程中会产生带刺激性气味的有毒的过氧化氮气体，污染环境，能耗也高。另一中国专利2009102110553公开了改性铝土矿臭氧多相催化剂，它是以粉末状铝土矿为载体浸渍在铁盐溶液中，经蒸汽浴老化、烘干和焙烧制得铁改性铝土矿催化剂。这种制备方法同样存在铁盐转化成氧化铁过程中会产生有害气体污染环境，而且耗能高。综合上述，目前多相催化臭氧氧化负载型催化剂制备方法一是都要通过浸渍、干燥和焙烧等工序，制备周期长，生产效率低；再是都用金属盐进行转化为金属氧化物，不仅能耗高，而且在转化中会产生安全隐患和有害气体，污染环境。

发明内容

针对上述现有技术中制备多相催化臭氧氧化负载型催化剂制备方法所存在的问题，本发明提供了一种生产周期短，生产效率高，而且能耗低，又不会污染环境的多相催化臭氧氧化催化剂及制备方法。

本发明所述多相催化臭氧氧化催化剂是含有多种金属氧化物的多孔水泥泡沫砖或颗粒，它以粉煤灰为骨料，以多种金属氧化物为活性剂，以水泥、石膏和石灰为胶凝剂、以铝粉为发泡剂混合制备而成，各组份的重量百分比是：粉煤灰61-64%、金属氧化物6-9%、水泥5-6%、石膏5-6%和石灰15-20%，所述铝粉加入量为上述原料总重量0.06-0.07%。

本发明的制备方法是：

a、 将粉煤灰筛选出粗颗粒并测定含水份，将石膏、石灰粉碎成小于200目细粉，选择粒度小于400目的金属氧化物；

b、 按每模配料比分别将粉煤灰、水泥、石膏、石灰、金属氧化物以及铝粉加入配料槽中，开动搅拌装置并加水搅拌混合制成比重为1.71-1.75的混合浆料；

c、 将上述混合浆料泵入发泡砖模内发泡；

d、 发泡后，将砖坯砌成块状体，再将块状体送入蒸压釜中，并在温度为160～200℃、压力为0.6MPa以上的饱和压力下固结，即可制成多相催化臭氧氧化催化剂。

所述粉煤灰为火力发电厂的炉渣灰，所述金属氧化物由氧化铁粉、氧化铜粉和氧化锰粉组成。氧化铁粉、氧化铜粉和氧化锰粉在组份中的加入量均为2-3%。

本发明与现有多相催化臭氧氧化催化剂相比，具有以下特点：

1、 制备方法简单、不需要焙烧、工艺周期短，生产成本低，无安全隐患，

2、 省去了金属氧化物转化过程，节省了能耗，不会产生有害气体，不会造成环境污染，

3、 能做到粉煤灰废物利用，原料来源广，材料成本低，

4、 催化剂含有多种活性组份，实用性广，适用性强，可在众多废水中使用，

5、 催化剂使用寿命长，且可回收再生利用，无二次污染产生。

具体实施方式

实施例1，将粉煤灰筛选出粗颗粒并测定含水份，水份要求在1%以下，将石膏、石灰粉碎成小于200目细粉，选择粒度小于400目的氧化铁粉、氧化铜粉和氧化锰粉；按每模配料比分别将粉煤灰62%、水泥6%、石膏5%、石灰20%、氧化铁粉3%、氧化铜粉2%、氧化锰粉2%以及上述原料总重量0.06%的铝粉加入配料槽中，开动搅拌装置并加水搅拌混合制成比重为1.72-1.73的混合浆料；将上述混合浆料泵入发泡砖模内发泡20分钟；发泡后，将砖坯砌成240×200×600mm的块状体，再将块状体送入蒸压釜中，在温度为160℃、压力为0.6-0.8MPa的饱和压力下固结30分钟即可制成多相催化臭氧氧化催化剂。

实施例2，将粉煤灰筛选出粗颗粒并测定含水份，水份要求在1%以下，将石膏、石灰粉碎成小于200目细粉，选择粒度小于400目的氧化铁粉、氧化铜粉和氧化锰粉；按每模配料比分别将粉煤灰64%、水泥6%、石膏6%、石灰15%、氧化铁粉3%、氧化铜粉3%、氧化锰粉3%和以及上述原料总重量0.07%的铝粉加入配料槽中，开动搅拌装置并加水搅拌混合制成比重为1.71-1.72的混合浆料；将上述混合浆料泵入发泡砖模内发泡20分钟；发泡后，将砖坯砌成240×200×600mm的块状体，再将块状体送入蒸压釜中，在温度为180℃、压力为0.7-1.0MPa的饱和压力下固结35分钟即可制成多相催化臭氧氧化催化剂。

Claims (1)

1.一种多相催化臭氧氧化催化剂，其特征在于：它以粉煤灰为骨料，以金属氧化物为活性剂，以水泥、石膏和石灰为胶凝剂、以铝粉为发泡剂混合组成，各组份的重量百分比是：粉煤灰61-64%、金属氧化物6-9%、水泥5-6%、石膏5-6%和石灰15-20%，所述铝粉加入量为上述原料总重量0.06-0.07%，所述金属氧化物由氧化铁粉、氧化铜粉和氧化锰粉组成，并按下述方法步骤制备而成：

A、将粉煤灰筛选出粗颗粒并测定水份在1%以下，将石膏、石灰粉粉碎成小于200目细粉，选择粒度小于400目的金属氧化物；

B、按每模配料比分别将粉煤灰、水泥、石膏、石灰、金属氧化物以及铝粉加入配料槽中，开动搅拌装置并加水搅拌混合制成比重为1.71-1.75的混合浆料；

C、将上述混合浆料泵入发泡砖模内发泡；

D、发泡后，将砖坯砌成块状体，再将块状体送入蒸压釜中，并在温度为160～200℃、压力为0.6MPa以上的饱和压力下固结，即可制成多相催化臭氧氧化催化剂。