[发明专利]一种处理煤化工尾水用高效催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种处理煤化工尾水用高效催化剂及其制备方法。所述催化剂的载体为γ‑Al₂O₃，催化剂的活性组分为CuO、MnO₂和CeO₂，各活性组分负载质量分数分别为10～17％，1～5％和1～3％。其制备步骤如下：(1)选择γ‑Al₂O₃作为高效催化剂的载体进行研磨筛选，洗涤，干燥，焙烧；(2)对所述焙烧后的催化剂载体加入到金属盐溶液中，经浸渍得到表面含有金属元素的γ‑Al₂O₃；(3)对所述高效催化剂进行干燥和焙烧，得到所述煤化工尾水用高效催化剂。本发明催化剂是以多金属氧化物为主要活性成分、表面具有高氧吸附和解离能力，能产生更多氧缺位，提高催化活性。

技术领域

本发明属于涉及催化剂制备领域，尤其涉及一种处理煤化工尾水用高效催化剂及其制备方法。

背景技术

目前化工企业或园区多以生化法为主要处理工艺，但废水经生化处理后仍含有大量难生物降解、有毒有害的污染物，无法达到后续双膜+高效反渗透膜工艺的进水水质要求，成为了抑制我国化工产业健康和快速的发展与产业转化升级的瓶颈之一。

近年来，臭氧氧化法因其氧化性强，能使水中稳定性强且有毒有害的有机污染物氧化分解，不易引起二次污染的特点，被广泛应用在化工废水的深度处理中。但往往投资成本和运行成本普遍偏高。催化臭氧氧化以臭氧作为氧化剂，利用催化剂产生的羟基自由基(·OH)对水中有机物进行氧化去除，不仅大幅提高了臭氧的利用率，也扩大了其氧化污染物的范围。但是催化剂的选择决定废水出水水质，均相催化剂每次反应后的出水中会含有大量的金属离子，这些金属离子难以回收再利用。而非均相催化剂稳定性较好，催化剂容易分离回收利用，不产生二次污染，所以成为煤化工尾水处理去除污染物的关键技术之一。

相关研究表明，羟基自由基(·OH)活性高、寿命短，常与许多无害有机物进行反应，目标有机污染物的去除效果差；常用的非均相固体催化剂颗粒比表面积小、金属活性点稀少、催化效率低、使用寿命短，无法满足大规模的工程需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理煤化工尾水用高效催化剂，本发明的另一目的是提供上述催化剂的制备方法，该方法通过改变催化剂的金属活性组分，提高羟基自由基(·OH)活性，从而使得臭氧催化剂在尾水中表现高COD去除率。

本发明的技术方案为：一种处理煤化工尾水用高效催化剂，其特征在于所述催化剂的载体为γ-Al₂O₃，催化剂的活性组分为CuO、MnO₂和CeO₂，各活性组分负载质量分数分别为10～17％，1～5％和1～3％。

本发明还提供了制备上述处理煤化工尾水用高效催化剂的制备方法，其具体步骤为：

(1)选择γ-Al₂O₃作为高效催化剂的载体，对所述催化剂载体进行研磨筛选，用去离子水洗涤，干燥后在高温下焙烧；

(2)将焙烧后的催化剂载体按所需负载量分别加入到铈、铜、锰三种金属盐溶液中浸渍、干燥和焙烧，得到表面含有金属元素的γ-Al₂O₃的处理煤化工尾水用高效催化剂，其中所述铈溶液的摩尔浓度为0.01～0.03mol/L；所述铜溶液的摩尔浓度为0.04～0.06mol/L；所述锰溶液的摩尔浓度为0.04～0.06mol/L；所述浸渍时间为10～12小时；

优选步骤(1)中催化剂载体进行研磨筛选后的粒径为0.20～0.40mm。

优选步骤(1)中所述的干燥的温度为100～110℃，干燥时间为10～15小时；所述的焙烧的温度为400～600℃，焙烧时间为5～8小时；