[发明专利]一种负载型多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂的制备方法及应用，尤其是涉及一种负载型多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂的制备方法，该方法为首先称取一定质量的四水硝酸锰、三水硝酸铜、六水硝酸铈于烧杯中并加入一定量的去离子水充分混合溶解；然后将一定质量的γ‑Al₂O₃浸渍其中，经搅拌、超声后室温静置；最后经洗涤、干燥、焙烧，得到负载型多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂；本发明的催化剂采用浸渍法制备，具有操作方法简单、成本低廉、可重复使用、不产生二次污染等特点；将本发明制得的负载型多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂将应用于煤化工高盐废水中的化学需氧量(COD)的去除，COD由初始2800～3200mg/L降至100～200mg/L。

技术领域

本发明涉及一种多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂的制备方法及应用，尤其是涉及一种负载型多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂的制备方法以及该催化剂在催化臭氧氧化去除煤化工高盐废水COD中的应用。

背景技术

煤炭是我国能源的重要组成部分，被认为是传统天然气和石油的替代能源，但是在煤化工过程中，会产生大量的高盐分、高COD的难处理废水。目前通常的处理手段是蒸发结晶，在实现“近零排放”的基础上还能回收一部分盐。但高盐水直接进入蒸发系统还存在一些问题。首先，较高的COD会提高废水的沸点，增加蒸发过程的能耗；其次，煤化工高盐废水色度较高，导致蒸发后出盐带有颜色，盐的白度不达标。因此，去除煤化工高盐废水中的COD对实现煤化工废水“近零排放”具有重要意义。

目前针对煤化工高盐废水中COD的去除方法主要有物理法如混凝沉淀、活性炭吸附等，高级氧化法如臭氧氧化、Fenton氧化等，生化法如好氧/厌氧微生物分解等等。但是以上方法存在不同程度的局限性，比如混凝沉淀法对溶解性物质去除率较低，活性炭重复利用率低；传统Fenton氧化成本高，降解过程中会产生铁污泥，造成二次污染；高盐水环境不利于微生物生长，会出现微生物中毒现象等。

臭氧作为一种清洁型强氧化剂，氧化反应时可快速氧化分解废水中绝大部分有机物，已被广泛应用于水处理领域。臭氧氧化法具有不向废水中添加化学物质，不产生二次污染，对有机物去除效率高等优点，但还存在很多问题。臭氧在水中不稳定，传质效率低，导致臭氧的实际利用率不高，增加了处理成本。同时，臭氧氧化选择性高，对某些有机污染物反应速率低，去除率低，矿化度低，影响其工业应用。催化臭氧氧化技术是基于臭氧在碱性条件下容易生成羟基自由基(·OH)的特点，其本质是通过催化剂促使中间产物羟基自由基生成，使其无选择性地、快速氧化分解臭氧无法氧化的高稳定性、难降解的有机物，从而达到高效降解废水中有机物的目的。催化剂的选择和制备是提高臭氧氧化能力的关键因素，目前使用的催化剂制备大多具有工艺复杂、生产成本高、处理效率低、使用寿命短和催化条件严格等缺点，还没有一种操作方法简单、成本低廉、催化效率高和可重复使用的催化臭氧氧化催化剂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种操作简便、成本较低、催化效果好且可重复使用的负载型多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂的制备方法。

本发明的另一目的是应用上述制备的催化剂去除煤化工高盐废水中的COD，该方法具有处理效果好、可以规模化应用、不产生二次污染、绿色环保等特点。

为实现上述发明的目的，本发明的通过如下方式实现：

一种负载型多金属氧化物催化臭氧氧化催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

a、准确测定载体的吸水率；

b、称取一定质量的催化剂载体，并根据步骤a测定的吸水率，计算所称取的催化剂载体进行浸渍处理时所需浸渍液的体积；

c、根据活性组分金属负载，计算所需相应金属盐化合物的质量并称取加入至与步骤b中计算所需浸渍液体积相同的去离子水中充分溶解，制得前体浸渍液；