[发明专利]一种复合载体材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种复合载体材料及其制备方法，所述复合载体包括活性炭和碱式碳酸盐，碱式碳酸盐分布在活性炭的外表面。所述制备方法为将活性炭与可溶性有机盐溶液混合，混合均匀后向得到物料A中引入碳酸盐溶液或者碱性溶液，得到物料B经固液分离、干燥、焙烧后得到物料C；物料C与水混合后通入二氧化碳气体进行反应，冷却后固液分离，将分离得到的固相进行干燥、焙烧得到复合载体材料。所述制备方法工艺简单，稳定性好，且可以缓解金属流失的问题。

技术领域

本发明涉及一种催化载体材料及其制备方法，特别是含活性炭的复合载体及其制备方法。

背景技术

由于水资源日益紧缺，国家对水中污染物排放总量控制愈加严格，新标准的制订对我国水污染的防治工作提出了新的挑战，水多数外排废水不能达到新标准的排放要求。因此有必要对外排污水进行深度处理以实现达标排放，甚至能够回用，这对减少废水的排放污染物的排放量、削减企业的排污费和减少水资源的消耗等方面具有重要意义。

国内外在难降解有机污染废水处理方面开展了较多的研究，高级氧化技术（AOP）以其巨大的潜力以及独特的优势在过去二十多年中脱颖而出。与其它传统水处理方法相比，AOP技术是自由基链反应，具有反应时间短、反应速度快、过程可以控制且无选择性等优点，能将多种有机污染物全部降解，不产生二次污染。双氧水和臭氧是常用的AOP氧化剂。双氧水通过Fenton法生成羟基自由基，但所使用的均相催化剂存在使用药剂多，回收困难等问题，易造成二次污染。臭氧氧化处理废水是一种高级氧化技术，但臭氧单独氧化技术受对有机物选择性高、不能将有机物彻底氧化等缺点的限制很难达到最好的处理效果。臭氧催化氧化可以通过催化剂的作用将水溶液中的臭氧转化为具有更高氧化电位的羟基自由基（·OH），·OH近乎无选择性的与大多数有机物发生反应，并且反应速率在10⁶～10¹⁰ M^-1• s^-1之间，比臭氧与有机物反应速率高近7个数量级。可在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化或降解的有机物氧化从而净化水质。臭氧催化氧化可克服单独臭氧氧化的缺点，从而变成更有实用价值的新型高级氧化技术。

臭氧催化氧化技术的关键是催化剂的开发，所使用的催化剂分均相和多相两种，与Fenton法类似，均相催化剂存在难回收易造成二次污染的问题，因此研究多集中在多相催化剂上。

多相固体催化剂主要是以活性炭、分子筛、无定形氧化铝、二氧化钛等为载体，以碱金属、碱土金属、过渡金属或Pt、Pd 贵金属中的一种或几种做活性组分构成的催化剂。活性炭是由含碳物质制成的黑色、孔隙发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳。活性炭性质稳定，耐酸、耐碱、耐热，不溶于水或有机溶剂，易再生，是一种环境友好型吸附剂，广泛应用于工业“三废”治理、食品、医药、载体、半导体、电池及电能贮存等领域。目前用于废水处理的多相固体催化剂大多选用活性炭作为载体，但是选用活性炭负载金属制备的催化剂耐磨性能差，机械强度不高，负载的金属易流失，使得活性炭催化剂的应用效果打了折扣。

CN200610089575.0公开了一种活性炭载氧化铜催化剂及其制备方法，该催化剂的制备方法：将活性炭用10%NaOH溶液浸渍24h后过滤，用去离子水洗至中性；再用10%HNO₃溶液浸渍24h后过滤，用去离子水洗至中性，放入烘箱中，于100～110℃干燥；将0.2～0.3mol/L Cu(NO₃)₂溶液，加入上述处理过的活性炭充分搅拌，滴加20%的NaHCO₃，直至产生大量沉淀，熟化24h，过滤，用去离子水洗至无金属离子析出，放入烘箱中于100～110℃干燥，将得到活性炭载氧化铜固体，于270～280℃下活化2.5h，即得活性炭载氧化铜催化剂。

CN201210323265.6公开了一种活性炭/氧化铝复合型催化剂载体及其制备方法，是将酸洗后的活性炭与γ-氧化铝混合，加入复合助剂，经混捏、挤条和氮气气氛焙烧制成活性炭/氧化铝复合载体。该材料仍是氧化铝和活性炭的物理混合物，氧化铝与活性炭分散不均匀，其综合性能还需进一步提高。