[发明专利]一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)活性炭清洗除杂；(2)活性炭载体改性；(3)活性组分浸渍制备催化剂前体物；(4)催化剂前体物焙烧制成品。本发明的制备方法制得的臭氧催化氧化催化剂可用于含难降解有机物的生活污水或工业废水的处理，废水中高难度降解有机物的去除率可达95％以上，具有高效、环保、适用范围广、催化剂寿命长的特点。

技术领域

本发明属于废水处理和催化剂制备技术领域，具体涉及一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国工业化进程的飞速发展，工业活动产生的废水量亦急剧增加。然而，工业废水成分复杂，尤其是许多大分子复杂有机物难以用现有方法处理完全或是处理成本太致使企业难以负担。高有机(双高)废水已成为制约行业发展的重大环境瓶颈。

另外，可利用的干净水资源日益减少，公众的环保意识和环保要求也日益提高，且近些年国家法律法规的日益完善，废水的排放标准更为严格。在这种形势下，优化现有技术或开发高效节能技术已成为难降解有机废水领域急需解决的问题。

目前，臭氧氧化技术已经成熟应用于含酚、含氰及印染废水处理，臭氧与这些或更复杂的有机物反应后通常生成乙醛、羧酸、脂肪族、芳香族以及其他的氧化物形式，这些产物很容易生化降解，而且没有明显的毒性。然而，臭氧利用率较低、常规条件下产生能有效处理有机物的羟基自由基数量少，因此，单独使用臭氧处理有机废水，成本太高且有机物降解不完全。

研究发现，在废水中添加Fe、Mn、Cu等金属离子作为催化剂，可促进臭氧分解产生羟基自由基从而提高臭氧处理有机物的效率，增加臭氧的利用率，非常适用于难降解有机物的处理。根据催化剂的相态，可分为均相催化剂和非均相催化剂。均相催化剂可与臭氧充分接触、活性高，但其易流失、不能回收利用，且投加的金属离子难以处理造成二次污染；非均相催化剂通过将金属离子负载在固体物质上，可回收利用且添加的金属离子固定在负载物上，不会对废水增加后续处理的负担，非均相催化剂是目前研究的热门。

如何克服臭氧催化氧化剂强度低、使用寿命较短、催化剂活性及稳定性较差的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，本发明提供一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法，本发明方法制备的催化剂解决了含难降解有机物的废水在现有工艺中处理成本高、有机物处理不完全、催化剂再生困难等技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种臭氧催化氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.活性炭清洗除杂：将活性炭清洗除杂，然后烘干，冷却，得到活性颗粒；

S2.活性炭载体改性：在步骤S1所得的活性颗粒中加入碱性溶液，搅拌1-3h，然后再浸泡5-7h，用水清洗至清洗液pH值在6.5-7.5之间，取出烘干，冷却，得到预处理后的改性活性炭载体；

S3.浸渍制备催化剂前体物：将步骤S2所得的预处理后的改性活性炭载体浸渍在Fe(NO₃)₃或Mn(NO₃)₂或Fe(NO₃)₃-Mn(NO₃)₂混合溶液中，搅拌1-3h后，静置12-36h，取出烘干，得到催化剂前体物；

S4.催化剂前体物焙烧制成品：将步骤S3所得的催化剂前体物焙烧4-6h，焙烧温度500-700℃，获得臭氧催化氧化催化剂。