[发明专利]一种臭氧催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及臭氧催化氧化技术领域，更进一步说，是涉及一种臭氧催化剂及制备方法。

背景技术

臭氧催化氧化技术是近年发展起来的一种新型的、在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化或难降解的有机物氧化的方法，同其它高级氧化技术一样，臭氧催化氧化技术是利用臭氧在催化剂的作用下产生大量的强氧化性羟基自由基氧化分解有机物，从而达到水质净化的目的。

臭氧催化氧化技术根据所使用的催化剂不同可分为两类：一类是以金属离子为催化剂的均相催化剂；另一类是使用固态金属或金属氧化物负载在载体上的非均相催化剂。在均相催化臭氧化技术中，催化剂分布均匀且催化活性高，作用机理清楚，易于研究和把握。但是，它的缺点也很明显，催化剂混溶于水，导致其易流失、不易回收并产生二次污染，运行费用较高，增加了水处理成本。与均相催化臭氧化相比，非均相臭氧催化剂，在常压下加速液相的氧化反应，催化剂以固态存在，易于与水分离，二次污染少，简化了处理流程，因而越来越引起人们的广泛重视。

目前，非均相臭氧催化剂主要有贵金属系列、锰系列和过渡金属系列三大类。其中锰系列催化剂应用最为广泛，但其活性和寿命都不够理想；而贵金属系列催化剂则由于寿命短和价格昂贵等原因，其应用受到限制。以低价金属及其金属氧化物为主的研究逐渐成为主流。

发明内容

为解决现有技术中非均相臭氧化催化剂使用寿命短、活性组分易溶出，并导致二次污染的问题，本发明提供一种臭氧催化剂及制备方法。本发明的催化剂具有很好的稳定性，解决了金属氧化物活性组分溶出流失的问题，对COD的去除、脱色、脱恶臭、降解有毒污染物以及提高废水的可生化性有着很好的效果。

本发明的目的之一是提供一种臭氧催化剂。

包括以重量百分比计的以下组分：

改性活性炭载体：70%～80％；

所述活性组分为Fe₂O₃和MnO₂，其中：Fe₂O₃：10%～20％；MnO₂：10%～20％；

所述改性活性炭载体是将活性炭用氢氧化钠溶液清洗，之后用稀硝酸浸渍，洗净，烘干后制得。

所述改性活性炭载体的比表面积为1500～2000m²/g。

其中，

所述氢氧化钠溶液的浓度为5%～15%；

所述稀硝酸的浓度为5%～15%，稀硝酸的浸渍时间为1～2h。

本发明的目的之二是提供一种臭氧催化剂的制备方法。

包括：

所述活性组分按所述用量负载到改性活性炭载体上，经烘干、焙烧后制得所述臭氧催化剂。

本发明的浸渍方法可采用现有技术中通常的浸渍方法，烘干、焙烧的时间也是本领域中常规的工艺条件，本发明中，可优选：

采用活性组分的硝酸盐溶液浸渍，浸渍温度为50～80℃，浸渍时间为3～5h。

烘干温度为100～120℃，烘干时间为2～3h。

焙烧温度为300～500℃，焙烧时间为2～3h。

本发明可采用以下技术方案：

本发明的催化剂是采用次序浸渍的方法，经干燥、焙烧、还原而制得，具体操作步骤如下：

（1）以20～60目椰壳活性炭为原料，按上述质量百分比称取活性炭载体，用5%～15%的NaOH溶液清洗，之后用5%～15%的稀硝酸浸渍1～2h，蒸馏水洗净，烘干；

（2）浸渍法引入活性组分：按上述质量百分比称取以硝酸盐形式存在的活性组分，将其制成活性组分盐溶液；

（3）将步骤（1）烘干的改性活性炭浸渍于步骤（2）制成活性组分盐溶液中，浸渍3～5h，浸渍温度为50～80℃，期间搅拌数次；

（4）将步骤（3）的产品置于水浴锅中烘干，烘干温度为100～120℃，烘干时间为2～3h；

（5）将步骤（4）的产品重复浸渍、烘干2个步骤2次。

（6）将步骤（5）的产品在马弗炉中焙烧，升温速率为2℃/min，温度为300～500℃，保持2～3h。