【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，具体涉及一种催化剂、含有催化剂的催化体系及其制备方法与应用。
技术介绍
1、高级氧化处理技术作为物化处理技术之一，具有处理效率高、对有毒污染物破坏较彻底等优点而被广泛应用于有毒难降解工业废水的预处理工艺中，已经逐渐成为水处理技术研究的热点。目前的高级氧化技术主要包括化学氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法和光催化氧化法等。以化学氧化技术为例，所述化学氧化技术包括芬顿氧化法、类芬顿氧化法、臭氧氧化法等在内，其一般是在催化剂作用下，用化学氧化剂去处理有机废水，在固相催化剂表面生成具有高氧化性的活性自由基(·oh、·o2-、·o等)来实现难降解有机物的去除，以提高废水的可生化性，或直接氧化降解废水中有机物使之稳定化，该类技术通常具有反应迅速、流程简单、氧化能力强和反应条件易得等优势，是一种高效低耗的污水处理技术，在污水处理领域具有良好的发展前景。但是现有的化学氧化技术存在着催化效率低、催化剂回收难度大等问题，处理效果仍有较大的提升空间。
2、以臭氧氧化法为例，目前已有的催化臭氧氧化催化剂主要为三维的颗粒状催化剂或者粉末状催化剂。颗粒催化剂比表面积高，通常以填充的方式应用于臭氧固定床工艺，但其存在着颗粒沉积的缺陷以及颗粒内部的材料的催化性能浪费的缺陷，原因是活性自由基的发生场所主要为催化剂表面的氧空穴、lewis酸与官能团等点位，而现有颗粒状催化剂通常以球形材料为主，粒径一般为3-5mm，较大的粒径使其内部结构无法直接参与催化，大量的内部结构不仅降低了活性位点的体密度，同时导致材料浪费与成
3、与颗粒状催化剂相比较而言，粉末状催化剂的尺寸低至微/纳米级别，可获得更高的比表面积、增加与催化剂/有机质的接触几率，以突破低浓度废水处理中的传质瓶颈，但粉末状催化剂需要额外的膜分离与回收工艺，成本高昂也操作复杂，应用难度较大因此，其存在着催化剂流失量大的缺陷，同样会造成严重的材料浪费与成本升高。
4、因此，现有的颗粒状与粉末状催化剂，在实际应用中皆存在难以克服的应用瓶颈，导致实际的使用效果不理想。
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、针对现有颗粒状催化剂或者粉末状催化剂存在的实际使用不佳的问题，基于此，本专利技术提供了催化剂及含有该催化剂的催化体系，具备高强度、高弹性、轻质悬浮的特点，分离回收难度低；
3、同时，提供了所述催化剂的制备方法；
4、并进一步地，将所提供的催化剂或者催化剂体系应用于水处理。
5、2.技术方案
6、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
7、根据本专利技术的目的，本专利技术第一方面所提供的催化剂，包括：
8、基体，以及位于基体上的组分ⅰ；
9、所述基体具有弹性体特征，并且，所述基体包括一种或者多种弹性体；
10、所述组分ⅰ具有催化活性，并且，所述金属组分ⅰ包括一种或者多种金属，所述金属包括铁、钴、镍、铜、锌、钛中的任意一种或者两种及以上；
11、按照重量百分比计算，所述金属的量占所述催化剂总量的15～25wt％，优选所述金属的量占所述催化剂总量的15.7～24.2wt％；进一步优选所述金属的量占所述催化剂总量的16～24wt％；
12、在此需要说明的是，对于催化剂来说，其基体的柔性特性在使用过程中很重要，比如将其应用于水处理催化时。在使用过程中就能很好的保留材料的完整性，保证催化剂具有良好的机械性能和结构稳定性，避免了催化剂的粉末化，分离和回收更加方便；不受理论限制，具有一定柔性的材料，其韧性就会越好，脆性就会越低，使用过程中发生破碎的机率越低，例如，最为典型的传统多孔阳极氧化过渡金属模板，其表面具有规整的阵列排布的孔，材料脆性极大，若以此为基体制备催化剂，在使用过程易碎，损失极大。
13、本专利技术所提供的催化剂，其基体具有弹性体特征，使所述基体具备了高的可塑性、耐腐蚀性以及高强度、高弹性，基于此，一方面，可以有效避免传统的金属基体催化剂易腐蚀的问题，能有效提高催化剂的使用寿命和催化剂的回收率，同时也减少了金属流失造成的的二次污染；另一方面，将其用于催化氧化进行水处理的应用过程中可以使所述催化剂处于拉伸，和/或压缩，和/或扭转的形变状态，以达到利用形变所产生的弹性势能来提升催化效果的目的。
14、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述弹性体包括聚氨酯弹性体、苯乙烯嵌段类热塑性弹性体、聚酯弹性体和聚烯烃弹性体中的任意一种或者两种及以上；优选包括聚氨酯弹性体。
15、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述基体包括聚氨酯弹性体。
16、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述基体由所述聚氨酯构成。
17、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述金属包括已经硫化的金属硫化物；或者，
18、所述弹性体包括已经硫化的弹性体；或者，
19、所述金属包括已经硫化的金属硫化物，并且，所述弹性体包括已经硫化的弹性体；或者，
20、所述弹性体包括已经硫化的弹性体，并且，所述金属与弹性体中的硫结合形成金属硫化物。
21、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述基体为进行硫化后的聚氨酯弹性体。
22、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述基体为层状基体，所述层状基体的厚度上开设有贯穿其厚度的通道。
23、相较于传统的“整片状”的二维催化剂，本专利技术催化剂的基体通过开设有贯穿状的通道，能够达到提升催化剂的过水性，减小了二维催化剂其片状结构的过水阻力。当催化剂受进水冲击时，带有过水孔洞的层状催化剂能够更加均匀地悬浮于水中，进一步提高催化剂的传质效率。
24、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述层状基体的厚度h1为200～800μm；优选为厚度h1为400～800μm；进一步优选为厚度h1为600～800μm。
25、在此需要说明的是，实际上，本专利技术所提供的催化剂的厚度很大程度上取决于基体的厚度，本专利技术提供的催化剂采用薄片式的层状基体，比如聚氨酯弹性体薄片，该类基体一方面能够中和颗粒状或粉末状催化剂难回收和分离的缺陷；另一方面，可以基体越薄，则越能消除催化剂内部的无效结构，以适应催化臭氧的表层反应，但需要提醒的是如果基体过薄，则会影响最终所得催化剂的使用强度。
26、据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述催化剂还包括位于基体上的组分ⅱ；所述组分ⅱ为具有吸附性的粉末；所述粉末的粒径为40～60μm。
27、跟据本专利技术目的的第一方面的任一实施方案，所述基体的表面具有，造孔剂溶解后，形成的孔。
28、在此需要说明的是，在基体表面进行造孔后，能够增加基体表面的粗糙度并为基体表面营造微孔结构，同时基体表面附着的具有吸附性的粉末组分ⅱ也增加了基体表面的粗糙度，进一步提升了催化剂对水的吸附能力。同时，也有利于其在应用于待处理废水的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括基体，以及位于基体上的组分Ⅰ；
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂还包括位于基体上的组分Ⅱ；所述组分Ⅱ为具有吸附性的粉末；和/或，
3.根据权利要求1～2任一所述的催化剂，其特征在于，所述基体为层状基体，所述层状基体的厚度上开设有贯穿其厚度的通道；和/或，
4.含有催化剂的催化体系，其特征在于，所述催化体系包括如权利要求1～3任一所述的催化剂，以及，使所述催化剂产生形变的体系组件；
5.催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的催化剂的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的催化剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤(F)：进行造孔剂的分解处理。
8.根据权利要求5～7任一所述的催化剂的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求1～3任一所述的催化剂，或者根据权利要求4所述的催化剂催化体系，或者，根据权利要求5～8任一所述的方法制备得到的催化剂的应用，其特征在于，将其应用于催化氧化进行水处理。
10.根据权利要求9所述的催化剂的应用，其特征在于，应用过程中使所述催化剂处于拉伸，和/或压缩，和/或扭转的形变状态。
...【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括基体，以及位于基体上的组分ⅰ；
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂还包括位于基体上的组分ⅱ；所述组分ⅱ为具有吸附性的粉末；和/或，
3.根据权利要求1～2任一所述的催化剂，其特征在于，所述基体为层状基体，所述层状基体的厚度上开设有贯穿其厚度的通道；和/或，
4.含有催化剂的催化体系，其特征在于，所述催化体系包括如权利要求1～3任一所述的催化剂，以及，使所述催化剂产生形变的体系组件；
5.催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏卡佳，黄镇，韩卫清，王祎，刘润，刘思琪，戴君诚，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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