CN105817225A - 用于处理有机废水的铝铜催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于处理有机废水的铝铜催化剂，主要为了改善催化剂的适用范围以及降低催化剂的耗损而提出。本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂为由铝、铜、粘结剂组成的铝铜球体，其中，所述铝的重量百分比含量50‑90％，铜的重量百分比含量9‑49％，粘结剂的重量百分比含量为1‑20％。本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂采用铝作为电极，由于铝是两性金属，能与酸或碱反应，在碱性条件处理废水时，会比铁更有优势；同时，以铜代替铁碳的碳，形成铝铜原电池，扩大了两电极之间的电位差，使原电池反应的推动力更大，进一步提高了废水的处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程中废水处理技术领域，尤其设计一种用于处理有机废水的铝铜催化剂。
背景技术
在目前实验研究和工程实践中，采用零价铁和催化铁还原法处理工业有机废水的研究已经有很多报道，但这些工艺的实施还存在许多局限。比如，铁碳法和催化铁还原法处理废水的最适宜处理范围都在酸性，在碱性特别是pH>12时处理效果差，而实际有大量的工业废水都是强碱性，若采用酸去中和废水，酸耗量大，且增加了工艺流程的复杂性，增加了操作及维护成本。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种强度大、活性高、不板结和低损耗的用于处理有机废水的铝铜催化剂。
为达到上述目的，本发明一种用于处理有机废水的铝铜催化剂，所述铝铜催化剂是由铝、铜和粘结剂组成的铝铜球体，其中，所述铝的重量百分比含量50-90％，铜的重量百分比含量9-49％，粘结剂的重量百分比含量为1-20％。
进一步地，所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：55％、40％、5％。
进一步地，所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：70％、20％、10％。
进一步地，所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：50％、30％、20％。
进一步地，所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：55％、30％、15％。
进一步地，所述铝铜球体的直径为1-3cm。
进一步地，所述粘结剂为有机粘结剂和/或无机粘结剂；
所述有机粘结剂包括聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或几种；
所述无机粘结剂包括硅酸钠和/膨润土。
进一步地，制备所述铜铝催化剂的铜粉、铝粉的粒径小于100目。
进一步地，制备所述铜铝催化剂的铜粉、铝粉的粒径为100-200目。
进一步地，所述铝铜催化剂是将所述铝粉、铜粉和粘结剂混合均匀后在惰性或还原性气氛中400-650℃烘焙条件下，烘焙1-6小时制得。
本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂采用铝作为电极，由于铝是两性金属，能与酸或碱反应，在碱性条件处理废水时，会比铁更有优势；同时，以铜代替铁碳的碳，形成铝铜原电池，扩大了两电极之间的电位差，使原电池反应的推动力更大，进一步提高了废水的处理效果。本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂可用于制药、制革、造纸、印染及焦化等行业难降解有机废水的处理，能高效除去酸性至碱性废水中的COD值。
本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂具有如下优点：
(1)本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂能够适应酸性、中性及碱性废水环境，废水处理范围更大，成本更低。
(2)现有技术的催化剂相比，本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂中合金结构比表面积、强度和活性更好。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的描述。
本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂，所述铝铜催化剂由铝、铜、粘结剂组成的铝铜球体，其中，所述铝的重量百分比含量50-90％，铜的重量百分比含量9-49％，粘结剂的重量百分比含量为1-20％。
本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂可用下述方法的制备：
步骤1：将铝粉、铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后压制成预定规格的铝铜球；
将铝粉和铜粉分别过筛获得的粒径小于100目的备用铝粉、铜粉；
将备用铝粉和铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后加入钢模，用挤压成型机压制钢模制成预定规格的铝铜球。
步骤2：将所述的铝铜球置于惰性或还原性气氛中焙烧，制得铝铜催化剂。
将步骤1制得的所述铝铜球在110℃下干燥两小时；
将干燥后的铝铜球放入焙烧炉中，在所述焙烧炉中通入惰性或还原性气体，所述焙烧炉以0.5-2℃/min的升温速率升温至焙烧温度为400-650℃；
将所述铝铜球在焙烧温度为400-650℃条件下保温1-6小时；
将焙烧后的铝铜球冷却至室温。
下面给出本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂几个具体实施例。
实施例1
本实施例用于处理有机废水的铝铜催化剂的铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：55％、40％、5％。
其具体制备方法如下：
本实施例采用的铜粉、铝粉的粒径为100-150目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成(重量百分比)如下：
将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为2cm的铝铜球。将铝铜球于110℃干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氮气气氛，以0.5℃/min的升温速率程序升温至550℃，然后保温5小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
实施例2
本实施例用于处理有机废水的铝铜催化剂的铝、铜、粘结剂重量百分比含量分别为：70％、20％、10％。
其制备方法如下：
本实施例用于处理有机废水的铝铜催化剂采用的铜粉、铝粉的粒径为100-200目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成(重量百分比)如下：
将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为1cm的铝铜球。将铝铜球于110℃干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氢气气氛，以1℃/min的升温速率程序升温至600℃，然后保温2小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
实施例3
本实施例用于处理有机废水的铝铜催化剂的述铝、铜、粘结剂重量百分比含量分别为：50％、30％、20％。
其具体制备方法如下：
本实施例用于处理有机废水的铝铜催化剂采用的铜粉、铝粉的粒径为150-200目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成(重量百分比)如下：
将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为3cm的铝铜球。将铝铜球于110℃干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氮气气氛，以1.5℃/min的升温速率程序升温至650℃，然后保温2小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
实施例4
本实施例用于处理有机废水的铝铜催化剂的铝、铜、粘结剂重量百分比含量分别为：55％、30％、15％。
其具体制备方法如下：
本实施例用于处理有机废水的铝铜催化剂采用的铜粉、铝粉的粒径为150-200目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成(重量百分比)如下：
| 组分 | 铝粉 | 铜粉 | 硅酸钠 |
| 含量(％) | 55 | 30 | 15 |
将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为3cm的铝铜球。将铝铜球于110℃干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氮气气氛，以2℃/min的升温速率程序升温至550℃，然后保温6小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
其中，所述粘结剂可采用有机粘结剂和/或无机粘结剂包括聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、硅酸钠、膨润土中的一种或几种。
铝粉、铜粉、粘结剂的组成可为：所述铝粉重量百分比含量50-90％，铜粉重量百分比含量9-49％，粘结剂重量百分比含量为1-20％，且采用上述比例的所述铝粉含量、铜粉含量和粘结剂含量的总和为1。铝铜催化剂的焙烧升温速率可为0.5-2℃/min内任意值，铝铜催化剂的焙烧温度在400-650℃之间，焙烧时间可为1-6小时。
本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂具有如下优点：
(1)与现有的催化剂的制备方法相比，本发明所制备的铝铜催化剂能够适应酸性、中性及碱性废水环境，废水处理范围更大，成本更低。
(2)与现有技术相比，本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂通过高温冶炼形成铝铜合金，催化剂在使用过程中不易流失，保证内电解反应持续稳定进行。
(3)现有技术的催化剂相比，本发明所制备的催化剂中合金结构比表面积、强度和活性更好。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述铝铜催化剂是由铝、铜和粘结剂组成的铝铜球体，其中，所述铝的重量百分比含量50-90％，铜的重量百分比含量9-49％，粘结剂的重量百分比含量为1-20％。
2.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：55％、40％、5％。
3.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：70％、20％、10％。
4.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：50％、30％、20％。
5.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述铝、铜、粘结剂的重量百分比含量分别为：55％、30％、15％。
6.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述铝铜球体的直径为1-3cm。
7.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述粘结剂为有机粘结剂和/或无机粘结剂；
所述有机粘结剂包括聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或几种；
所述无机粘结剂包括硅酸钠和/膨润土。
8.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：制备所述铜铝催化剂的铜粉、铝粉的粒径小于100目。
9.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：制备所述铜铝催化剂的铜粉、铝粉的粒径为100-200目。
10.根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂，其特征在于：所述铝铜催化剂是将所述铝粉、铜粉和粘结剂混合均匀后在惰性或还原性气氛中400-650℃烘焙条件下，烘焙1-6小时制得。
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