[发明专利]表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂及其应用

权利要求书

1.一种表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂，其特征在于，所述的催化剂通过以下步骤制备而成：

1)将软化点为40℃～80℃的沥青原料与占沥青原料质量0.5％～10％的氧化促进剂及占沥青原料质量0.5～5％的Lewis催化剂一起加入反应釜中，在氮气氛围下，于100℃～400℃下恒温搅拌0.5～5h，随后降温至室温，得到中间体沥青；其中，所述的氧化促进剂为硫或硫化物，所述的Lewis催化剂为选自无水氯化铝、无水氯化铁、无水氯化钴中的一种或几种；

2)加入表面活性剂和水，在100℃～200℃下搅拌并悬浮成球，其中，表面活性剂的加入量为中间体沥青的25％～50％，水为中间体沥青的50～100倍；

3)将步骤2)得到的球在空气气氛中100～500℃快速热处理20～150min，得到不融化的球，然后经炭化—活化后得到介孔球状活性炭催化剂SC；

4)将得到的介孔球状活性炭催化剂SC与浓度为1～15mol/L的改性溶液混合，投放比为25～75g(介孔球状活性炭催化剂SC)/L(改性液)，混合温度35～80℃，时间1～36小时，将球状活性炭催化剂水洗至pH保持不变，烘干后得到表面高碱性的球状活性炭臭氧催化剂，其中，所述的改性液体为含氮有机物溶液或碱溶液。

2.如权利要求1所述的表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂，其特征在于，所述的含氮有机物为尿素，碱溶液为选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡的溶液中的一种。

3.如权利要求1所述的表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂，其特征在于，所述的表面活性剂为海藻酸钠或聚乙烯醇。

4.如权利要求1所述的表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂，其特征在于，所述步骤3)的炭化—活化的方法为在活化炉中，以10～20℃· min^-1的升温速率升温至800～1200℃，并保持0.5～2小时；其中气氛为水蒸气或CO₂。

5.如权利要求1所述的表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂，其特征在于，所述的介孔球状活性炭催化剂SC的球粒径为0.5～2mm，平均孔径为2～10nm，孔容积为0.005～0.05cm³/g，比表面积为15～150m²/g。

6.如权利要求1所述的表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂，其特征在于，所述步骤4)的混合方式为搅拌、振荡、超声中的一种或几种；其中搅拌速率控制在100～600r/min。

7.如权利要求1所述的表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂，其特征在于，所述步骤4)的烘干时气氛为真空或惰性气体，具体为温度为40～105℃，升温速率为1-10℃·min^-1，时间控制在1～12h。

8.如权利要求1所述的表面高碱性球状活性炭臭氧催化剂的应用，其特征在于，将待处理的有机污染物用缓冲溶液调至中性，水浴到20～25℃，投入所述的催化剂，并通入臭氧，继续搅拌反应20min；其中所述臭氧与有机物的质量比为(1～10)：1，催化剂与有机物的质量比为(1～50)：1。