[发明专利]臭氧催化氧化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种臭氧催化氧化催化剂及其制备方法和应用。所述制备方法包括：混合步骤：提供煤粉、活性组分与助剂，并使其混合，以形成混合料；成型步骤：通过粘结剂使所述混合料粘结在一起，以形成成型料；炭化步骤：对所述成型料进行炭化处理；活化步骤：对炭化步骤得到的产物进行活化处理，从而得到所述臭氧催化氧化催化剂。通过本发明的以上制备方法，不但能制得介孔和微孔并存的双孔分布结构，并且通过在催化剂的制备过程中另外加入助剂，对催化剂表面进行化学修饰，调变活性炭载体催化剂的疏水性，进而得到具有不同疏水性的催化剂，从而可以提高对废水中亲疏水性不同的有机物的吸附能力，以进一步提高其去除能力。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体地，涉及一种臭氧催化氧化催化剂的制备方法及由此得到的臭氧催化氧化催化剂。

背景技术

随着工业发展，对难降解工业废水进行处理的需求日益迫切。工业废水中的难降解物质直接决定污水处理厂的达标排放和稳定运行。传统的生化处理方法对于工业废水中的有毒有害等难降解物质无法去除，因此，必须引入高级氧化水处理技术。

在高级氧化水处理技术中，臭氧催化氧化法属于其中的一个重要分支，其是将小分子酸、大分子、难以生物降解的有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。在非均相臭氧催化氧化反应过程中，废水中的有机物先被吸附在催化剂的表面，然后再进一步被降解。

对于臭氧催化氧化技术，其关键技术在于催化剂的制备。然而，对于现有技术中的催化剂，由于制备工艺决定了其具有较高的生产成本和较低的使用寿命，从而增加了污水处理成本。

发明内容

本发明构思提供了一种臭氧催化氧化催化剂的制备方法及由此得到的臭氧催化氧化催化剂，通过该制备方法，不但能制得介孔和微孔并存的双孔分布结构，还可以调变活性炭载体催化剂的疏水性，从而可以提高对废水中亲疏水性不同的有机物的吸附能力，以进一步提高其去除能力。

根据本发明的一方面，提供了一种臭氧催化氧化催化剂的制备方法，所述制备方法包括：混合步骤：提供煤粉、活性组分与助剂，并使其混合，以形成混合料；成型步骤：通过粘结剂使所述混合料粘结在一起，以形成成型料；炭化步骤：对所述成型料进行炭化处理；活化步骤：对所述炭化步骤得到的催化剂半成品进行活化处理，得到所述臭氧催化氧化催化剂。

所述活性组分可以包括过渡金属化合物、稀土金属化合物、碱金属化合物和碱土金属化合物中的至少一种。

所述活性组分的质量按重量百分比计可以为所述煤粉的质量的1％-10％。

所述活性组分的质量按重量百分比计可以为所述煤粉质量的1％-5％。

所述助剂可以包括过硫酸铵、柠檬酸、三聚氰胺中的至少一种。

所述助剂的质量按重量百分比计可以为所述煤粉质量的3％-10％。

在所述炭化步骤中，炭化温度可以为300℃-600℃，炭化时间可以为10min-50min。

在所述活化步骤中，水蒸汽可以作为活化剂，活化温度可以为700℃-1000℃，活化时间可以为20h-50h，且所述水蒸汽的通入质量与所述煤粉的质量之比可以为10:1至20:1。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过上述制备方法制备得到的臭氧催化氧化催化剂。

根据本发明的又一方面，提供了一种通过上述制备方法制备得到的臭氧催化氧化催化剂在污水处理中的应用。

通过以上简要描述了本发明构思。本发明构思通过利用炭化和活化工艺将包括有煤粉载体、活性组分与助剂的成型料进行炭化和活化，从而可以通过调变活性炭载体催化剂的疏水性来提高对废水中亲疏水性不同的有机物的吸附能力，从而进一步提高其去除能力，大大提高了COD去除率，因此能够大幅度降低投资成本和运行成本。

具体实施方式