一种臭氧催化剂载体及其制备方法技术

一种臭氧催化剂载体及其制备方法。该方法包括：将主载体、辅载体、助载体混合球磨后，加入造孔剂、粘结剂、结构助剂、强度助剂，然后造粒、干燥、焙烧。其中，主载体为硅藻土、高岭土、膨润土、陶土中的任意一种或几种；辅载体为快脱粉；助载体包括活性焦、活性炭中的任意一种或几种。该催化剂载体制备方法可灵活调整载体孔径、比表面积、制备方法简单、制备成本低。比表面积、制备方法简单、制备成本低。比表面积、制备方法简单、制备成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧催化剂载体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种臭氧催化剂载体及其制备方法，尤其是一种适用于煤化工浓盐水、具有大比表面积大孔且价格低的新型臭氧催化剂载体。

技术介绍

[0002]臭氧催化氧化技术是指臭氧在催化剂的作用下产生无选择性氧化的高活性羟基自由基来实现对难降解物质的降解。显然，羟基自由基生成数量对有机物去除效果起决定性作用。而臭氧催化剂决定了羟基自由基的生成数量。
[0003]臭氧催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂。相比均相催化剂，非均相催化剂由于再生回收容易等优点使其广泛应用于煤化工浓盐水处理中。
[0004]相比臭氧氧化技术，臭氧催化剂的加入提高了臭氧氧化效率，但氧化效率也仅为30％～50％，从臭氧催化剂的角度分析氧化率低的原因：(1)煤化工浓盐水水质复杂，臭氧催化剂的活性受到抑制，导致氧化效率低；(2)催化剂活性组分无法使臭氧产生更多的羟基自由基，导致氧化效率低；(3)载体结构及性质导致催化剂孔容及孔径等较小，使得难降解有机物分子无法进入催化剂的孔道，导致难降解有机物无法与羟基自由基接触，使得氧化效率降低。
[0005]专利申请CN109731574A提出了一种催化剂复合载体、基于该载体的催化剂及催化剂的制备方法，其中复合载体由铝灰与氧化铝混合搅拌得到，但铝灰需提前进行高温煅烧，制备工序复杂，同时制得的催化剂对水质复杂的煤化工高盐废水COD去除率较低。
[0006]专利申请CN201611021927.9提出了一种改性臭氧氧化催化剂载体及其制备方法，其中改性载体为由改性剂负载到载体上得到，制得的催化剂对水质复杂的煤化工高盐废水COD去除效果较低。
[0007]专利申请CN110013859A提出了一种复合载体臭氧催化剂及其制备方法和应用，其中复合载体由催化剂载体和预处理、活化的农业废弃物秸秆混合、造粒、炭化得到，制得的催化剂对水质复杂的煤化工高盐废水COD去除效果较低。
[0008]专利申请CN 108479784A即一种双载体臭氧催化剂和模块化催化氧化废水处理装置，其中双载体由碳基材料和氧化铝得到，碳基材料价格昂贵，且制得的催化剂对水质复杂的煤化工高盐废水COD去除效果较低。
[0009]目前，对催化剂活性组分研究较多，而对载体等研究甚少。目前现有臭氧催化剂的载体主要为陶粒、活性炭球、分子筛球、活性氧化铝球；其中活性氧化铝球、分子筛球、活性炭球比表面积及孔容等较大，在臭氧催化氧化过程中不仅能够产生大量的羟基自由基，而且孔径的增大使得难降解有机物易于进入催化剂内部，实现羟基自由基与难降解有机物的充分接触反应，但载体价格昂贵；而陶粒价格低，但催化氧化效果差。
[0010]因此有必要深入研究一种适用于煤化工浓盐水、具有大比表面积大孔且价格低廉的新型臭氧催化剂载体及制备方法。

技术实现思路

[0011]为此，本专利技术的目的是提供一种适用于煤化工浓盐水的臭氧催化剂载体及其制备方法，具体为制备一种适用于煤化工浓盐水、具有大比表面积大孔且价格低的新型臭氧催化剂载体。
[0012]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种臭氧催化剂载体制备方法，包括如下步骤:
[0013](1)称取载体原料，所述载体原料包括主载体、辅载体和助载体；其中所述主载体包括硅藻土、高岭土、膨润土、陶土中的任意一种或几种；辅载体为快脱粉；助载体包括活性焦、活性炭中的任意一种或几种；
[0014](2)将载体原料混合、球磨均匀，形成混合载体粉；
[0015](3)向混合载体粉中按照一定的比例加入造孔剂、粘结剂、结构助剂、强度助剂；然后造粒，得到载体球；
[0016](4)将得到的载体球干燥，
[0017](5)将干燥后的载体球焙烧，焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为4.5～6h。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，将所述混合载体粉的粒径控制在60
‑
200目。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述混合载体粉中，各组分质量百分比为：主载体占60％～80％，辅载体占10％～30％，其余均为助载体。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述造孔剂为聚乙二醇、羟丙基酰胺的任意一种或多种，造孔剂的加入量为混合载体粉质量的5％～15％。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述粘合剂为水、水玻璃、铝溶胶中的任意一种或多种，粘合剂的加入量为混合载体粉质量的1.5％～16.5％。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，所述结构助剂为木质纤维粉、活性炭纤维素中的任意一种或多种，结构助剂的加入量为混合载体粉质量的0.5％～4.5％。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述强度助剂为硼酸，强度助剂的加入量为混合载体粉质量的0.5％～3.2％。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，采用造粒机进行造粒，其中，造粒机的转速控制在50～100r/min，造粒温度控制在30～60℃，造粒机的调整角度控制在10～50
°
。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，步骤(2)中得到的载体球粒径控制在2
‑
6mm。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，步骤(3)中，载体球干燥温度控制在20～50℃，可采用自然晒干。
[0027]本专利技术还提供了由上述制备方法所制备得到的臭氧催化剂载体。
[0028]本专利技术还提供了一种臭氧催化剂，其包含上述本专利技术的臭氧催化剂载体。
[0029]本专利技术还提供了上述臭氧催化剂载体或上述臭氧催化剂用于处理煤化工浓盐水的用途。
[0030]本专利技术所述的一种适用于煤化工浓盐水的臭氧催化剂载体，与其他臭氧催化剂所使用的载体相比，具有如下优势：
[0031](1)灵活调整载体孔径、比表面积：根据废水中难降解有机物分子直径制定载体的孔径及比表面积，例如：若废水中的难降解有机物分子直径大，载体的制备过程只需适当增加辅载体、助载体、造孔剂及结构助剂的量，减少主载体、粘结剂、强度助剂的量，即可制备出孔径大于有机物分子直径的载体及催化剂；若废水中的难降解有机物分子直径小，载体
的制备过程只需适当减少辅载体、助载体、造孔剂及结构助剂的量，增加主载体、粘结剂及强度助剂的量，即可制备出孔径适宜的催化剂及载体，有效去除难降解有机物。例如：若难降解有机物的分子直径为1nm，载体制备如下：混合载体粉成分：陶土质量分数65％、快脱粉质量分数20％、活性焦质量分数15％，载体活性成分：聚乙二醇质量分数10％、铝溶胶质量分数2.5％、活性炭纤维素质量分数3％、硼酸质量分数2％；若难降解有机物的分子直径为10nm，载体制备如下：混合载体粉成分：陶土质量分数60％、快脱粉质量分数22％、活性焦质量分数18％，载体活性成分：聚乙二醇质量分数13％、铝溶胶质量分数2％、活性炭纤维素质量分数4％、硼酸质量分数1％。即，可以根据难降解有机物的分子粒径，改变载体各成分的添加比例，灵活精确制备载体及催化剂，避免了现有催化剂载体存在的过大或过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臭氧催化剂载体制备方法，包括如下步骤:(1)称取载体原料，所述载体原料包括主载体、辅载体和助载体；其中所述主载体包括硅藻土、高岭土、膨润土、陶土中的任意一种或几种；辅载体为快脱粉；助载体包括活性焦、活性炭中的任意一种或几种；(2)将载体原料混合、球磨均匀，形成混合载体粉；(3)向混合载体粉中按照一定的比例加入造孔剂、粘结剂、结构助剂、强度助剂；然后造粒，得到载体球；(4)将得到的载体球干燥；(5)将干燥后的载体球焙烧，焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为4.5～6h。2.根据权利要求1所述的臭氧催化剂载体制备方法，其中，将所述混合载体粉的粒径控制在60
‑
200目。3.根据权利要求1所述的臭氧催化剂载体制备方法，其中，所述混合载体粉中，各组分质量百分比为：主载体占60％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉坤，李阳，刘敏，陈贵锋，李文博，李兰廷，王琦，高明龙，钟金龙，马博文，张笑然，
申请(专利权)人：煤炭科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：