【技术实现步骤摘要】
本申请属于催化剂，尤其涉及一种臭氧氧化催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、工业废水排放量大，成分复杂，如果处理不当容易对当地水域环境造成严重污染，而化学需氧量(chemical oxygen demand，cod)作为工业废水重要指标之一，其相应的治理技术引起了社会的广泛关注。目前针对工业废水的cod处理技术，主要包括吸附法、化学混凝法、膜分离法、生物法以及高级氧化技术。
2、吸附法主要是利用大比表面积的多孔材料吸附剂来吸附水体中的污染物，从而使污水得到净化，但该吸附剂的吸附选择性较差，污水成分复杂时吸附效果降低，且吸附剂难以回收再利用。化学混凝法主要是向污水中投加絮凝剂，利用絮凝剂的吸附架桥、压缩双电层及网捕作用来去除水体中的污染物，该方法中的絮凝药剂用量大、成本高，而且生成的化学污泥处理不当易造成二次污染。膜分离法是通过特殊结构的薄膜对废水中的某些成分进行选择性透过，从而降低水体中的cod，该方法投资和运行费用较高，而且膜寿命较短，需定期清洗，难以工业化应用。另外生物法的处理效果相对较差，周期长，也难以工业化应用。因此，采用这几种方法处理工业废水时难以在保证经济性的同时达到较好的cod去除效果。
3、高级氧化技术主要是通过一定条件产生强氧化性的羟基自由基来氧化降解水体中的有机污染物的技术。臭氧氧化作为高级氧化技术的一种，具有反应速度快、二次污染小的特点，可以适宜处理难降解废水，但臭氧在水中容易无效分解从而导致利用率较低，因此为了提高臭氧利用率需要用大比表面积的多孔载体来负载活性金属组分进行催化。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种臭氧氧化催化剂及其制备方法和应用，旨在解决如何提高臭氧氧化催化剂表面的稳定以提高催化效果。
2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种臭氧氧化催化剂的制备方法，包括：
4、提供多孔吸附基材；
5、配制含有活性金属盐和络合剂的混合溶液；其中，活性金属盐包括钴盐、铁盐、镍盐、锰盐和铜盐中的一种或多种；
6、将多孔吸附基材置于混合溶液中，在ph为5～6的条件下进行水热反应，然后将水热反应后的多孔吸附基材进行焙烧处理，得到臭氧氧化催化剂。
7、在一实施例中，活性金属盐包括钴盐和铁盐。
8、在一实施例中，满足以下条件中的至少一种：
9、钴盐中的钴元素和铁盐中的铁元素的摩尔比为1：(1～3)；
10、多孔活性基材的重量与铁盐中的铁元素的摩尔量之比为10g：(0.01～0.1)mol；
11、钴盐选自硫酸钴、硝酸钴和氯化钴中的至少一种；
12、铁盐选自硫酸铁、硝酸铁和氯化铁中的至少一种。
13、在一实施例中，水热反应的条件包括：温度为280～320℃，时间为4～8h。
14、在一实施例中，焙烧处理的条件包括：温度为420～480℃，时间为4～8h。
15、在一实施例中，多孔吸附基材选自酸改性多孔吸附基材，酸改性多孔吸附基材的制备步骤包括：将初始多孔活性基材置于0.8～1.2mol/l的稀硫酸溶液中搅拌5～7h，然后过滤并洗涤呈中性。
16、在一实施例中，满足以下条件中的至少一种：
17、多孔吸附基材选自硅藻土、活性氧化铝、活性炭和类水滑石中的一种或多种；
18、络合剂选自柠檬酸、苹果酸、乳酸和乙二胺四乙酸中的一种或多种。
19、第二方面，本申请提供一种臭氧氧化催化剂，臭氧氧化催化剂由本申请的上述制备方法制备得到。
20、第三方面。本申请提供一种上述臭氧氧化催化剂在臭氧处理工业废水中的应用。
21、在一实施例中，臭氧氧化催化剂的重量与工业废水的体积之比为(5～15)g：1l。
22、本申请第一方面提供的臭氧氧化催化剂的制备方法，将多孔吸附基材置于含有活性金属盐和络合剂的混合溶液中在一定ph条件下进行水热反应，然后焙烧得到臭氧氧化催化剂。该制备过程中活性金属组分可以在络合剂的络合作用下通过水热合成在多孔吸附基材表面原位生成稳定的尖晶石结构，并通过后续焙烧进一步加强结构的稳定性，这样不仅增加了多孔吸附基材表面的臭氧催化活性位点，而且可以减少了金属离子的溶出，降低二次污染，更重要的是通过多孔吸附基材表面的结构稳定性，使制备得到的臭氧氧化催化剂经过多次循环使用仍有很好的催化效果。因此，本申请的制备方法得到的臭氧氧化催化剂具有多孔吸附基材表面活性金属组分结构稳定、金属离子溶出少、且循环性能好的特点，用于废水处理中可以提高臭氧的利用率，从而在低成本条件下实现废水中cod的高效去除。
23、本申请第二方面提供的臭氧氧化催化剂由本申请特有的臭氧氧化催化剂的制备方法制备得到，基于水热合成并结合焙烧的制备工艺特点，本申请的臭氧氧化催化剂具有多孔吸附基材表面活性金属组分结构稳定、金属离子溶出少、且循环性能好的特点，因而这样的臭氧氧化催化剂可以提高臭氧的利用率，可以低成本地实现废水中cod的高效去除。
24、本申请第三方面提供的臭氧氧化催化剂在臭氧处理工业废水中的应用。基于本申请的臭氧氧化催化剂具有多孔吸附基材表面活性金属组分结构稳定、金属离子溶出少、且循环性能好的特点，因此将该臭氧氧化催化剂应用于臭氧处理废水中，通过多孔吸附基材将大部分污染物吸附到基材表面，催化臭氧生成羟基自由基快速分解氧化污染物，利用多孔吸附基材和表面结构稳定的活性金属组分的协同作用增强臭氧的催化效果，提高了臭氧的利用率，从而在臭氧处理工业废水中具有很好的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种臭氧氧化催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性金属盐包括钴盐和铁盐。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一种：
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的条件包括：温度为280～320℃，时间为4～8h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧处理的条件包括：温度为420～480℃，时间为4～8h。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多孔吸附基材选自酸改性多孔吸附基材，所述酸改性多孔吸附基材的制备步骤包括：将初始多孔活性基材置于0.8～1.2mol/L的稀硫酸溶液中搅拌5～7h，然后过滤并洗涤呈中性。
7.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一种：
8.一种臭氧氧化催化剂，其特征在于，所述臭氧氧化催化剂由权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到。
9.如权利要求8所述的臭氧氧化催化剂在臭氧处理工业废水中的应用
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述臭氧氧化催化剂的重量与所述工业废水的体积之比为(5～15)g：1L。
...【技术特征摘要】
1.一种臭氧氧化催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性金属盐包括钴盐和铁盐。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一种：
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的条件包括：温度为280～320℃，时间为4～8h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧处理的条件包括：温度为420～480℃，时间为4～8h。
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多孔吸附基材选自酸改性...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄羽坤，张玉超，王斌，
申请(专利权)人：衢州华友钴新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。