CN105148963A

CN105148963A - 一种多相催化臭氧化负载型催化剂

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Publication number: CN105148963A
Application number: CN201510438883.9A
Authority: CN
Inventors: 张振慧; 张兴海; 张新洋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明公开了一种多相臭氧化负载型催化剂，它由40-50wt﹪的氧化镁，10-20wt%的氢氧化钙，10-20wt%的天然粉石英或天然石粉，10-12wt﹪活性剂组合物和5-10wt%发泡剂组成，所述活性剂组合物由氧化铁、氧化铜、氧化锰，氧化铝和氧化钴组成，本发明运用氧化镁、氢氧化钙、粉石英与水和二氧化碳生成碳酸镁、碳酸钙颗粒载体，免去了焙烧工艺，活性剂为多种金属氧化物均匀布在发泡孔中生成负载型催化剂。它与现有技术相比，1、不需要高温焙烧，在常温下制成，有显著的节能效果，2、在生产操作上无安全隐患，无环境污染。3、生产方法简单设备投资少。4、催化活性高含有多种活性剂组分，适合不同的污水处理。

Description

一种多相催化臭氧化负载型催化剂

技术领域

本发明涉及多相催化臭氧化负载型催化剂及其制备方法，属环保技术

领域的废水处理。

背景技术

臭氧氧化处在固液气相界面氧化的方法称为多相臭氧氧化法，国内外已将多相臭氧氧化技术成为去除水中难降解，高稳定性的有机污染物的关键技术之一，利用固体催化剂协同臭氧氧化可以降低反应活化能或改变反应历程。传统的臭氧氧化方法是将催化剂配成一定浓度的溶液加到废水中，催化剂以离子形式存在废水中，然后通过臭氧均相催化氧化，虽然能提高处理效果，但是催化剂难以回收，成本高，造成二次污染，臭氧利用率低，二次污染处理难度更大。因此对多相臭氧固体催化剂的研制引起国内外的高校和科研院所的关注。

目前，多相臭氧催化剂的研制有很大的进展，中国专利ZL2009101860288公开了臭氧化负载型催化剂及其制备方法，以蜂窝陶粒为载体，以过渡金属铜的氧化物为活性剂，将蜂窝陶粒浸溃在18-20﹪的硝酸铜溶液中4小时以上，然后脱水烘干，焙烧而成，整个生产过程时间长，能耗大，同时存在安全隐患和严重的环境污染，因硝酸铜是强氧化剂，操作不慎、遇到炭、硫等有机物的撞击，会产生易燃易爆等安全隐患，焙烧时放出剧毒的一氧化氮气体污染环境。中国专利CN201210028551X公开了以分子筛为载体负载氧化锰和二氧化钛，采用离子交换及浸渍方法，中国专利ZL2009102100553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，经干燥焙烧而成的铁改性铝土矿催化剂，这种制备方法同样存在能耗大及污染环境的问题，综上所述，目前生产多相臭氧化催化剂，都是将载体浸渍在金属盐溶液中，工序大都类似，都经过脱水、干燥、焙烧而成，存在操作安全隐患和环境污染，能耗大。

发明内容

本发明的目的，为克服现有技术的缺点，提供一种操作无安全隐患，无环境污染，能耗低，免焙烧且活性高的多相臭氧化负载型催化剂。

所述多相臭氧化负载型催化剂不用成品蜂窝陶粒、分子筛为载体而是用氧化镁、氢氧化钙，天然粉石英或天然石粉，加上活性剂，发泡剂，在常温常压下制成载体负载活性剂的臭氧催化剂，其配比是：氧化镁40-50wt﹪，氢氧化钙10-20wt%，粉石英10-20wt%，活性剂组合物10-12wt﹪，发泡剂5-10wt%，所述活性剂组合物由氧化铁、氧化铜、氧化锰，氧化铝和氧化钴组成。

所述多相臭氧化负载型催化剂的生产方法。

(1)原料要求，氧化镁的含量（纯度）大于96%，粒度小于或等于325目，

（2）粉石英和天然石粉粒度应小于325目，氢氧化钙纯度大于96%且粒度通过100目，

（3）活性剂粒度小于400目，

（4）先按比例将活性剂与发泡剂混合均匀制成预料，预料再与氧化镁，氢氧化钙，天然粉石英或天然石粉配料搅拌均匀形成混合料，

（5）将混合料加入圆筒或圆盘造粒机中并加适量水，利用水吸收二氧化碳形成固化剂进行固化，从而可搪粒制成粒径3-8mm的颗粒，

（6）在常温和湿度大于50%下养护8小时以上，即可制成多相臭氧化负载型催化剂，其比重为：0.9-1g/cm³，抗压强度大于1000N/颗。

所述活性剂组合物中氧化铁中40-60wt%、氧化铜10-20wt%、氧化锰5-15wt%，氧化铝10-20wt%和氧化钴5-15wt%。优选氧化铁为50wt%、氧化铜15wt%、氧化锰10wt%（15wt%），氧化铝15wt%（10wt%）和氧化钴10wt%。

所述发泡剂为碳酸氢钠、铝酸钠、偶氮化合物、纸浆废液等，本发明优选为碳酸氢钠、铝酸钠。所述固化剂由水吸收空气中的或配送的二氧化碳形成。

本发明所述机理是：运用氧化镁、氢氧化钙、粉石英与水和二氧化碳生成碳酸镁石块状、碳酸钙石块状坚硬的颗粒载体，而免去了焙烧工艺，活性剂为多种金属氧化物均匀布在发泡孔中生成负载型催化剂。

本发明与现有技术相比，1、不需要高温焙烧，在常温下制成，有显著的节能效果，2、在生产操作上无安全隐患，无环境污染。3、生产方法简单设备投资少，成本低。4、催化活性高含有多种活性剂组分，适合不同的污水处理。

具体实施方式

为了更好说明本发明的特点，下面结合实施例进一步对本发明加以说明。

实施例一

1、原料要求：原料氧化镁中MgO含量＞96%,粒度≤325目，氢氧化钙纯度大于96%，通过100目筛，原料天然粉石英粒径小于325目，原料活性剂中氧化铁以全铁计算应大于65%，氧化铜含量＞95%，氧化铝含量＞95%，氧化锰含量＞95%,氧化钴含量CoO＞95﹪,粒度小于400目。

2、原料配比，原料氧化镁50wt%，氢氧化钙10wt%，天然粉石英20wt%，活性剂组合物12wt%，发泡剂-碳酸氢钠8wt%。

3、活性剂组合物的制备重量比为氧化铁50%，氧化铜15%，氧化锰15%，氧化铝10%，氧化钴10%，将五种组份混匀即可。

4、制备方法，先按比例将活性剂组合物与发泡剂混合均匀制成预料，预料再与氧化镁，氢氧化钙，天然粉石英配料搅拌均匀形成混合料，

5、将混合料加入圆筒或圆盘造粒机中并加适量水（水量约为上述混合料重量的5-10%），利用水吸收空气中的或配送的二氧化碳形成固化剂进行固化，从而可搪粒制成粒径3-8mm的颗粒，将颗粒在常温下并保持湿度在50%以上养护8小时以上，即可制成多相臭氧化负载型催化剂，其比重0.95g/cm³，抗压强度1050N/颗，

6、对比试验，在催化臭氧化反应装置中处理某焦化厂废水，当臭氧投加量为O₃：CoD=0.5:1时,CoD由原来的145mg/l降到105mg/l,加入本发明臭氧催化剂后，在同样的臭氧投加量下，CoD由原来的145mg/l降到30mg./l，处理效果提高31%，b，处理某化工厂污水，当臭氧投加量为O₃：CoD=0.55：1，CoD由原来的160mg/l降到110mg/l,加入本发明臭氧催化剂并在同样的臭氧加入量时CoD降到55mg/l,处理效率提高34%。

实施例二

1、原料要求：原料氧化镁中MgO含量＞96%,粒径小于325目，氢氧化钙纯度大于96%，通过100目筛，原料天然粉石英粒径小于325目，原料活性剂中氧化铁以全铁计算应大于65%，氧化铜含量＞95%，氧化铝含量＞95%，氧化锰含量＞95%,氧化钴含量＞95﹪,粒度小于400目。

2、原料配比，原料氧化镁45wt%，氢氧化钙20wt%，天然粉石英15wt%，活性剂组合物10wt%，发泡剂-铝酸钠10wt%。

3、活性剂组合物的制备，氧化铁50%，氧化铜15%，氧化锰10%，氧化铝15%，氧化钴10%，将五种组份混匀即可。

4、制备方法，先按比例将活性剂与发泡剂混合均匀制成预料，预料再与氧化镁，氢氧化钙，天然粉石英配料搅拌均匀形成混合料，

5、将混合料加入圆筒或圆盘造粒机中并加适量水（水量约为上述混合料重量的5-10%），利用水吸收空气中的或配送的二氧化碳形成固化剂进行固化，从而搪粒制成粒径3-8mm的颗粒，将颗粒在常温下保持湿度50%以上养护8小时以上，即可搪粒制成多相臭氧化负载型催化剂，其比重0.90g/cm³，抗压强度1032N/颗，

6、对比试验，在催化臭氧化反应装置来处理某化工厂含酚废水，当臭氧投加量为O₃：酚水=0.9:1时,CoD由原来的580mg/l降到390mg/l,加入本发明臭氧催化剂，在同样的臭氧投加量下，CoD由原来的580mg/l降到250mg./l，处理效果提高36%，b，处理某农药厂污水，当臭氧投加量为O₃：CoD=0.1：1，CoD由原来的520mg/l降到320mg/l,加入臭氧催化剂并在同样的臭氧加入量时CoD降到160mg/l,，处理效率提高50%。

Claims

1.一种多相臭氧化负载型催化剂，其特征是：它由40-50wt﹪的氧化镁，10-20wt%的氢氧化钙，10-20wt%的天然粉石英或天然石粉，10-12wt﹪活性剂组合物和5-10wt%发泡剂组成，所述活性剂组合物由氧化铁、氧化铜、氧化锰，氧化铝和氧化钴组成，在常温常压下，按下述方法步骤制成：

a、先按比例将活性剂组合物与发泡剂混合均匀制成预料，预料再与氧化镁，氢氧化钙，天然粉石英或天然石粉配料搅拌均匀形成混合料，

b、将混合料加入圆筒或圆盘造粒机中并加适量水，利用水吸收二氧化碳形成固化剂进行固化，从而搪粒制成粒径3-8mm的颗粒，

c、在常温和50%以上湿度下养护8小时以上，即可制成为比重为0.9～1g/cm3、抗压强度大于1000N/颗的多相臭氧化负载型催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种多相臭氧化负载型催化剂，其特征是：所述活性剂组合物由氧化铁50wt%，氧化铜15wt%，氧化铝15wt%，氧化锰10wt%，氧化钴10wt%组成。