[发明专利]一种臭氧催化氧化催化剂改性方法

说明书

本发明是针对已完成浸渍焙烧过程(即已具有一定催化活性)的负载型的臭氧催化氧化催化剂进行的改性处理，以进一步提高其催化活性。本发明的特点是：通过改性处理后的催化剂，其表面羟基数量增加，将其用于臭氧催化氧化过程，可以提高废水中COD的去除效率。

技术领域

本发明属于一种臭氧催化氧化催化剂的改性方法，及其是一种适合在废水深度处理领域中应用的催化剂。

背景技术

臭氧是一种具有强氧化性的分子，在生活水处理和工业水处理领域获得了广泛的应用。催化剂的引入使得臭氧具有更强的氧化能力，臭氧催化氧化成为一种重要的工业废水深度处理技术。

臭氧催化氧化技术分为均相催化氧化和非均相催化氧化。均相催化氧化所投加的催化剂较难分离，容易造成水体的二次污染。而非均相催化氧化使用的催化剂为固相，一般利用负载型催化剂，通过固定床气-固-液三相反应实现对废水中有机物的分解。非均相臭氧催化技术的催化剂不易流失，可以反复使用，也不会造成水体的二次污染，逐渐成为工业上的主流技术。

对于非均相臭氧催化氧化技术，催化剂的性能是决定废水处理效果以及经济性的关键因素。专利CN101584988B和CN102941084A分别公开了双组份负载型臭氧催化氧化催化剂的制备方法，并在废水处理领域中取得了较好的效果。专利CN105080550A公开了一种利用水滑石制备的臭氧氧化催化剂并在煤气化废水处理领域获得了应用。

臭氧催化氧化的机理研究表明，载体的表面羟基无论是对臭氧在催化剂表面的吸附还是有机分子在催化剂表面的吸附过程均起重要作用。氧化铝是一类重要的工业用载体，其表面存在羟基，已经广泛用于臭氧催化氧化催化剂的制备。

但是现有的以氧化铝为载体的臭氧催化氧化催化剂在工业废水深度处理过程中仍存在催化效率较低的问题，究其原因，负载活性组分后载体表面羟基数量的减少是一重要原因。本发明即是在上述技术问题的基础上进行的研究。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种臭氧催化氧化催化剂改性的方法，通过提高催化剂表面羟基的数量，能提高催化剂在臭氧催化氧化过程的性能，而且具有经济适用性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种臭氧催化氧化催化剂的改性方法，主要包括以下步骤：

(1)将已具备催化活性的臭氧催化氧化催化剂在羟基化试剂中进行浸渍处理，过滤洗涤后得到中间改性催化剂；

(2)将中间改性催化剂干燥、焙烧后得到改性后催化剂。

其中，所述臭氧催化氧化催化剂以氧化铝为载体，通过浸渍-焙烧法制得。

在一些实施例中，所述羟基化试剂为质量分数为1％～20％的硝酸铵溶液、氨水、双氧水或者硝酸中的一种。

在一些实施例中，所述的臭氧催化氧化催化剂与羟基化试剂的质量比为1:(1～10)。

在一些实施例中，所述浸渍过程的浸渍温度为20～60℃，所述浸渍过程的浸渍时间为1h-24h

在一些实施例中，所述干燥过程的干燥温度为80～150℃，干燥时间为1～24h。

在一些实施例中，所述焙烧过程的焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为2～5h。

在一些实施例中，由上述改性过程得到的改性后催化剂用于臭氧催化氧化处理废水过程。

需要说明的是本发明是针对已完成浸渍焙烧过程(即已具有一定催化活性)的负载型的臭氧催化氧化催化剂进行的改性处理，以进一步提高其催化活性；而对空白载体(未负载活性组分)进行上述改性后，再负载活性组分并不能实现本专利的效果，这主要是因为载体经过上述预处理后，再进行活性组分负载时容易发生活性组分的团聚，导致活性组分分散性不好，催化效果变差。