[发明专利]一种磁性沸石臭氧氧化催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种磁性沸石臭氧氧化催化剂及其制备方法，属于臭氧氧化技术领域。本发明提供的磁性沸石臭氧氧化催化剂包括沸石、四氧化三铁和活性组分，四氧化三铁和活性组分分布于沸石的内部孔道表面和外表面，活性组分为氧化铈。本发明提供的催化剂中负载了四氧化三铁，使得催化剂具有磁性，可利用磁力将使用过的催化剂进行有效的回收，提高了催化剂的回收率，此外，本发明所提供的磁性沸石臭氧氧化催化剂具有更优异的催化性能。采用本发明所提供的磁性沸石臭氧氧化催化剂，在该催化剂粒径为200目时，使用后的催化剂回收率可达99.4％，而粒径为200目的没有负载四氧化三铁的CeO₂/沸石催化剂的回收率仅为79.5％。

技术领域

本发明涉及臭氧氧化技术领域，尤其涉及一种磁性沸石臭氧氧化催化剂及其制备方法。

背景技术

臭氧催化氧化技术是在臭氧氧化的基础上发展的一种高级氧化技术，其利用催化剂吸附、催化的作用，产生强氧化性自由基，从而有效地解决单独臭氧氧化过程中有机物降解不完全的问题。CeO₂/沸石可作为催化臭氧技术的一种有效催化剂。在使用过程中，为了获得更多的反应位点，通常会选择较小粒径的CeO₂/沸石催化剂，如选择粒径为200目的CeO₂/沸石催化剂。然而，较小粒径的CeO₂/沸石催化剂，虽然具有更多的反应位点，催化效率高，但是在反应结束后存在催化剂分离回收困难、流失严重等问题，易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性沸石臭氧氧化催化剂及其制备方法，本发明提供的磁性沸石臭氧氧化催化剂具有易于分离、回收率高的优势。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种磁性沸石臭氧氧化催化剂，包括沸石、四氧化三铁和活性组分，四氧化三铁和活性组分分布于沸石的内部孔道表面和外表面，活性组分为氧化铈。

优选的，所述沸石为改性天然沸石，所述改性天然沸石的制备方法包括如下步骤：将天然沸石依次在硝酸溶液和硝酸铵溶液中进行浸渍，得到改性天然沸石。

优选的，所述活性组分中的铈占沸石的百分比为1～8wt％。

优选的，所述四氧化三铁占沸石的百分比为10～15wt％。

本发明还提供了上述技术方案所述磁性沸石臭氧氧化催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将沸石分散于亚铁离子和铁离子的混合溶液中，滴加碱液至pH值为9～11，然后经陈化，得到磁性沸石；所述亚铁离子和铁离子的摩尔比为1:2；

将所述磁性沸石在铈盐的水溶液中进行浸渍，然后依次进行干燥和焙烧，得到磁性沸石臭氧氧化催化剂。

优选的，所述亚铁离子和铁离子的混合溶液中亚铁离子的浓度为0.04～0.18mol/L，沸石与亚铁离子和铁离子的混合溶液的用量比为1g:8～12mL。

优选的，所述陈化的温度为60～80℃，时间为2～3h。

优选的，所述铈盐的水溶液中铈离子的浓度为0.05～0.1mol/L；铈盐的水溶液的pH值为7～10；磁性沸石与铈盐的水溶液的用量比为25～35g:100mL。

优选的，所述浸渍在超声的条件下进行，超声的强度为40～70W/m²，浸渍的时间为5～7h。

优选的，所述焙烧在惰性气流或氮气气流中进行；焙烧的温度为420～480℃；焙烧的时间为4～5h。