一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于水处理技术领域，具体说，涉及一种用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂，其特征在于，由活性组分、助剂和载体组成；其中，所述活性组分为过渡金属氧化物，助剂为碱金属氧化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物；所述载体为经过酸处理或碱处理的改性载体。本发明专利技术还进一步提供了该催化剂的制备方法，包括：经过酸处理或碱处理对载体进行改性，获得改性载体；采用浸渍法将活性组分、助剂和分散剂负载在所述改性载体上；经养生、干燥、焙烧后制得臭氧催化氧化催化剂。本发明专利技术可使COD去除率更高、使用寿命更长，且制备工艺简单，成本低廉，无二次污染，非常适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，具体说，涉及一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着社会的发展，越来越多的人工合成化合物进入到水体中，造成水体中存在一些高稳定性、难氧化的有机物，该类有机物对水环境造成了严重的破坏。经济有效地去除水中这类难降解有机污染物已成为目前水处理领域研究和工程应用的热点。臭氧具有很强的氧化性，其标准电极电位为2.07V。臭氧与有机物的反应有两种方式：一、通过亲核或亲电作用直接参与反应，但存在臭氧投加量大、利用率低、反应速度慢、能耗高等问题，另外，臭氧与有机物的直接反应具有极高的选择性，从而使臭氧在处理过程中去除水中的总有机碳(TOC)和化学需氧量(COD)效率低；二、臭氧在碱等因素的作用下通过活泼自由基主要是羟基自由基(·OH)与污染物反应，而臭氧分解产生的·OH同有机物进行的间接反应一般没有选择性，并且·OH具有极强的氧化能力，其氧化电位为2.8V，是自然界中仅次于氟的氧化剂。相比于臭氧，·OH具有更强的氧化性。针对臭氧分子氧化有机物的选择性和降解有机物TOC去除率不高的问题，近年来科研工作者对臭氧氧化工艺做了很大改良，臭氧氧化工艺改进的目的是强化水中臭氧分解生成羟基自由基，利用羟基自由基氧化降解水中的有机物，达到除污目的。近年来研究开发的以臭氧为氧化剂的高级催化氧化技术受到越来越多的关注。催化臭氧氧化技术由于具有反应条件温和、氧化活性高和没有二次污染的特点，在水处理领域显示出了广阔的应用前景。催化臭氧氧化技术又分为两大类：均相催化臭氧氧化技术和非均相催化臭氧氧化技术。与均相催化臭氧氧化技术相比，非均相催化臭氧氧化技术具有催化剂能够重复利用、易回收处理、成本低和活性高的优点，已成为目前国内外水处理领域研究热点。多相催化臭氧氧化技术是在臭氧氧化体系中引入固体催化剂使催化反应在固、液、气相界面进行的化学反应。臭氧多相催化氧化技术利用一些典型的过渡金属氧化物强化臭氧氧化降解有机物，但这些过渡金属催化剂或者去除COD效率低、或者催化活性不稳定、或者制备成本高。因此需要开发具有COD去除率高、催化剂寿命长、并且成本低廉的新型催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂及其制备方法，以解决上述问题。本专利技术提供了一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂，该催化剂由活性组分、助剂和载体组成；其中，活性组分为过渡金属氧化物，助剂为碱金属氧化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物；载体为经过酸处理或碱处理的改性载体。进一步，载体为氧化铝。进一步，以质量计,活性组分为1.0-15％，助剂为0.1-1.0％，余量为载体。进一步，活性组分是一种或多种选自钛、锰、铁、钴、镍、铜、锌的过渡金属氧化物。进一步，助剂是一种或多种选自钠、钾、镁、钙、镧、铈的碱金属氧化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物。本专利技术还提供了一种用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂的制备方法，包括：经过酸处理或碱处理对载体进行改性，获得改性载体；采用浸渍法将活性组分、助剂和分散剂负载在改性载体上；经养生、干燥、焙烧后制得臭氧催化氧化催化剂。进一步，载体为氧化铝。进一步，以质量计，活性组分为1.0-15％，助剂为0.1-1.0％，余量为载体。进一步，分散剂的加入量为100-1000g/L。进一步，焙烧温度为400-800℃，焙烧时间为2-6h。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：使COD去除率更高、使用寿命更长，且制备工艺简单，成本低廉，无二次污染，非常适合工业化生产。具体实施方式以下结合实施例，对本专利技术作进一步具体描述，但不局限于此。本领域技术人员可借鉴本专利技术的内容，适当改变材料、参数、工艺等环节来实现相应的其他目的，其相关改变都没有脱离本专利技术的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都应当被视为包括在本专利技术的范围之内。本专利技术的实施例提供了一种处理反渗透浓水的臭氧催化氧化催化剂，该催化剂由活性组分、助剂和载体组成；其中，活性组分为过渡金属氧化物，助剂为碱金属氧化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物；载体为经过酸处理或碱处理的改性载体。本专利技术的实施例中，载体优选氧化铝，还可以采用活性炭或陶粒。分散剂可选用磷、硅、硼、氮、硫或卤素的化合物。本专利技术的实施例中，以质量计，活性组分为1.0-15％，助剂为0.1-1.0％，余量为载体。过渡金属离子、碱金属离子或碱土金属离子或镧系金属离子溶液的质量浓度都为1％-15％。本专利技术的实施例中，活性组分是一种或多种选自钛、锰、铁、钴、镍、铜、锌的过渡金属氧化物。本专利技术的实施例中，助剂是一种或多种选自钠、钾、镁、钙、镧、铈的碱金属氧化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物。本专利技术的实施例还提供了一种用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂的制备方法，包括：经过酸处理或碱处理对载体进行改性，获得改性载体。其中，所用酸为有机酸或无机酸中的一种或几种。所用碱为有机碱或无机碱中的一种或几种。采用浸渍法将活性组分、助剂和分散剂负载在改性载体上。优选等体积浸渍法。经养生、干燥、焙烧后制得臭氧催化氧化催化剂。本专利技术的实施例中，载体为氧化铝。本专利技术的实施例中，以质量计，活性组分为1.0-15％，助剂为0.1-1.0％，余量为载体。本专利技术的实施例中，分散剂的加入量为100-1000g/L。本专利技术的实施例中，焙烧温度为400-800℃，焙烧时间为2-6h。本专利技术的实施例通过对载体进行改性，不但大大增加了载体表面的羟基密度，也大大增加了催化剂表面的羟基密度。而催化剂表面的羟基是臭氧在催化剂表面分解的活性中心，因此，催化剂催化转化废水中COD的去除率大大提高，并且催化剂的寿命也大大延长。同时，金属离子在氧化铝表面的化学吸附是通过与氧化铝表面的羟基结合，因此溶液中金属离子在载体上的化学吸附量与载体上的羟基数量有关，因而，对载体进行改性能够提高活性组分的上量。本专利技术的实施例通过在催化剂的制备过程中加入分散剂可以使催化剂具有较好的活性组分分布状态。本专利技术实施例中的分散剂是一种具有优良分散性能及润湿性能的表面活性剂，具有使多种金属盐类在载体细孔的表面呈均匀分散的功能，本专利技术的实施例提供的臭氧催化氧化催化剂，COD去除率更高、使用寿命更长，并且制备工艺简单。经臭氧催化氧化处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂，其特征在于，由活性组分、助剂和载体组成；其中，所述活性组分为过渡金属氧化物，助剂为碱金属氧化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物；所述载体为经过酸处理或碱处理的改性载体。

【技术特征摘要】
1.一种用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂，其特征在于，由活性组分、
助剂和载体组成；其中，所述活性组分为过渡金属氧化物，助剂为碱金属氧
化物、碱土金属氧化物或镧系金属氧化物；所述载体为经过酸处理或碱处理
的改性载体。
2.根据权利要求1所述的用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂，其特
征在于，以质量计，所述活性组分为1.0-15％，助剂为0.1-1.0％，余量为载
体。
3.根据权利要求1所述的用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂，其特征
在于，所述活性组分是一种或多种选自钛、锰、铁、钴、镍、铜、锌的过渡
金属氧化物。
4.根据权利要求1所述的用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂，其特征
在于，所述助剂是一种或多种选自钠、钾、镁、钙、镧、铈的碱金属氧化物、
碱土金属氧化物或镧系金属氧化物。
5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国文，张玉芬，王彦成，张学辉，高阳，毛文君，
申请(专利权)人：凯姆德北京能源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11