一種多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑及其制備方法，屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域的廢水處理。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧氧化處在固液氣相界面氧化的方法稱為多相臭氧氧化法，國內(nèi)外已將多相臭氧氧化技術(shù)成為去除水中難降解，高穩(wěn)定性的有機(jī)污染物的關(guān)鍵技術(shù)之一，利用固體催化劑協(xié)同臭氧氧化可以降低反應(yīng)活化能或改變反應(yīng)歷程。傳統(tǒng)的臭氧氧化方法是將催化劑配成一定濃度的溶液加到廢水中，催化劑以離子形式存在廢水中，然后通過臭氧均相催化氧化，雖然能提高處理效果，但是催化劑難以回收，成本高，造成二次污染，臭氧利用率低，二次污染處理難度更大。因此對多相臭氧固體催化劑的研制引起國內(nèi)外的高校和科研院所的關(guān)注。
[0003]目前，多相臭氧催化劑的研制有很大的進(jìn)展，中國專利ZL2009101860288公開了臭氧化負(fù)載型催化劑及其制備方法，以蜂窩陶粒為載體，以過渡金屬銅的氧化物為活性劑，將蜂窩陶粒浸潰在18-20 %的硝酸銅溶液中4小時以上，然后脫水烘干，焙燒而成，整個生產(chǎn)過程時間長，能耗大，同時存在安全隱患和嚴(yán)重的環(huán)境污染，因硝酸銅是強(qiáng)氧化劑，操作不慎、遇到炭、硫等有機(jī)物的撞擊，會產(chǎn)生易燃易爆等安全隱患，焙燒時放出劇毒的一氧化氮?dú)怏w污染環(huán)境。中國專利CN201210028551X公開了以分子篩為載體負(fù)載氧化猛和二氧化鈦，采用離子交換及浸漬方法，中國專利ZL2009102100553公開了改性鋁土礦臭氧多相催化劑，它是以粉末狀鋁土礦為載體，浸漬在鐵鹽溶液中，經(jīng)蒸汽浴老化，經(jīng)干燥焙燒而成的鐵改性鋁土礦催化劑，這種制備方法同樣存在能耗大及污染環(huán)境的問題，綜上所述，目前生產(chǎn)多相臭氧化催化劑，都是將載體浸漬在金屬鹽溶液中，工序大都類似，都經(jīng)過脫水、干燥、焙燒而成，存在操作安全隱患和環(huán)境污染，能耗大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種操作無安全隱患，無環(huán)境污染，能耗低，免焙燒且活性高的多相臭氧化負(fù)載型催化劑。
[0005]所述多相臭氧化負(fù)載型催化劑不用成品蜂窩陶粒、分子篩為載體而是用氧化鎂、氫氧化鈣，天然粉石英或天然石粉，加上活性劑，發(fā)泡劑，在常溫常壓下制成載體負(fù)載活性劑的臭氧催化劑，其配比是:氧化鎂40-50wt %，氫氧化|丐10-20 wt%，粉石英10-20wt%，活性劑組合物10-12wt %，發(fā)泡劑5-10wt%，所述活性劑組合物由氧化鐵、氧化銅、氧化錳，氧化鋁和氧化鈷組成。
所述多相臭氧化負(fù)載型催化劑的生產(chǎn)方法。
[0006](I)原料要求，氧化鎂的含量(純度)大于96%，粒度小于或等于325目，
(2)粉石英和天然石粉粒度應(yīng)小于325目，氫氧化鈣純度大于96%且粒度通過100目，
(3)活性劑粒度小于400目， (4)先按比例將活性劑與發(fā)泡劑混合均勻制成預(yù)料，預(yù)料再與氧化鎂，氫氧化鈣，天然粉石英或天然石粉配料攪拌均勻形成混合料，
(5)將混合料加入圓筒或圓盤造粒機(jī)中并加適量水，利用水吸收二氧化碳形成固化劑進(jìn)行固化，從而可搪粒制成粒徑3-8mm的顆粒，
(6)在常溫和濕度大于50%下養(yǎng)護(hù)8小時以上，即可制成多相臭氧化負(fù)載型催化劑，其比重為:0.9-lg/cm3，抗壓強(qiáng)度大于1000N/顆。
[0007]所述活性劑組合物中氧化鐵中40_60wt%、氧化銅10_20wt%、氧化猛5_15wt%，氧化招10_20wt%和氧化鈷5_15wt%。優(yōu)選氧化鐵為50wt%、氧化銅15wt%、氧化猛10wt% (15wt%)，氧化招 15wt% (10wt%)和氧化鈷 10wt%。
[0008]所述發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、鋁酸鈉、偶氮化合物、紙漿廢液等，本發(fā)明優(yōu)選為碳酸氫鈉、鋁酸鈉。所述固化劑由水吸收空氣中的或配送的二氧化碳形成。
[0009]本發(fā)明所述機(jī)理是:運(yùn)用氧化鎂、氫氧化鈣、粉石英與水和二氧化碳生成碳酸鎂石塊狀、碳酸鈣石塊狀堅硬的顆粒載體，而免去了焙燒工藝，活性劑為多種金屬氧化物均勻布在發(fā)泡孔中生成負(fù)載型催化劑。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，1、不需要高溫焙燒，在常溫下制成，有顯著的節(jié)能效果，2、在生產(chǎn)操作上無安全隱患，無環(huán)境污染。3、生產(chǎn)方法簡單設(shè)備投資少，成本低。4、催化活性高含有多種活性劑組分，適合不同的污水處理。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了更好說明本發(fā)明的特點(diǎn)，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明加以說明。
[0012]實(shí)施例一
1、原料要求:原料氧化鎂中MgO含量> 96%，粒度< 325目，氫氧化鈣純度大于96%，通過100目篩，原料天然粉石英粒徑小于325目，原料活性劑中氧化鐵以全鐵計算應(yīng)大于65%，氧化銅含量> 95%，氧化鋁含量> 95%，氧化錳含量> 95%，氧化鈷含量CoO > 95 %，粒度小于400目ο
[0013]2、原料配比，原料氧化鎂50wt%，氫氧化I丐10 wt%，天然粉石英20wt%，活性劑組合物12wt%，發(fā)泡劑-碳酸氫鈉8wt%。
[0014]3、活性劑組合物的制備重量比為氧化鐵50%，氧化銅15%，氧化錳15%，氧化鋁10%，氧化鈷10%，將五種組份混勻即可。
[0015]4、制備方法，先按比例將活性劑組合物與發(fā)泡劑混合均勻制成預(yù)料，預(yù)料再與氧化鎂，氫氧化鈣，天然粉石英配料攪拌均勻形成混合料，
5、將混合料加入圓筒或圓盤造粒機(jī)中并加適量水(水量約為上述混合料重量的5-10%)，利用水吸收空氣中的或配送的二氧化碳形成固化劑進(jìn)行固化，從而可搪粒制成粒徑3-8mm的顆粒，將顆粒在常溫下并保持濕度在50%以上養(yǎng)護(hù)8小時以上，即可制成多相臭氧化負(fù)載型催化劑，其比重0.95 g/cm3，抗壓強(qiáng)度1050N/顆，
6、對比試驗(yàn)，在催化臭氧化反應(yīng)裝置中處理某焦化廠廢水，當(dāng)臭氧投加量為O3:CoD=0.5:1時，CoD由原來的145 mg/1降到105mg/l,加入本發(fā)明臭氧催化劑后，在同樣的臭氧投加量下，CoD由原來的145 mg/1降到30mg./1，處理效果提高31%，b，處理某化工廠污水，當(dāng)臭氧投加量為O3=CoD=0.55:l,CoD由原來的160 mg/1降到110 mg/1,加入本發(fā)明臭氧催化劑并在同樣的臭氧加入量時CoD降到55 mg/1,處理效率提高34%。
[0016]實(shí)施例二
1、原料要求:原料氧化鎂中MgO含量> 96%，粒徑小于325目，氫氧化鈣純度大于96%，通過100目篩，原料天然粉石英粒徑小于325目，原料活性劑中氧化鐵以全鐵計算應(yīng)大于65%，氧化銅含量> 95%，氧化鋁含量> 95%，氧化錳含量> 95%，氧化鈷含量> 95 %，粒度小于400目ο
[0017]2、原料配比，原料氧化鎂45wt%，氫氧化I丐20 wt%，天然粉石英15wt%，活性劑組合物10wt%，發(fā)泡劑-鋁酸鈉10wt%。
[0018]3、活性劑組合物的制備，氧化鐵50%，氧化銅15%，氧化錳10%，氧化鋁15%，氧化鈷10%，將五種組份混勻即可。
[0019]4、制備方法，先按比例將活性劑與發(fā)泡劑混合均勻制成預(yù)料，預(yù)料再與氧化鎂，氫氧化鈣，天然粉石英配料攪拌均勻形成混合料，
5、將混合料加入圓筒或圓盤造粒機(jī)中并加適量水(水量約為上述混合料重量的5-10%)，利用水吸收空氣中的或配送的二氧化碳形成固化劑進(jìn)行固化，從而搪粒制成粒徑3-8mm的顆粒，將顆粒在常溫下保持濕度50%以上養(yǎng)護(hù)8小時以上，即可搪粒制成多相臭氧化負(fù)載型催化劑，其比重0.90 g/cm3，抗壓強(qiáng)度1032N/顆，
6、對比試驗(yàn)，在催化臭氧化反應(yīng)裝置來處理某化工廠含酚廢水，當(dāng)臭氧投加量為03:酚水=0.9:1時，CoD由原來的580 mg/1降到390mg/l,加入本發(fā)明臭氧催化劑，在同樣的臭氧投加量下，CoD由原來的580 mg/1降到250mg./1，處理效果提高36%，b，處理某農(nóng)藥廠污水，當(dāng)臭氧投加量為03:CoD=0.1: I, CoD由原來的520mg/l降到320 mg/1,加入臭氧催化劑并在同樣的臭氧加入量時CoD降到160mg/l，，處理效率提高50%。
【主權(quán)項】
1.一種多相臭氧化負(fù)載型催化劑，其特征是:它由40-50wt %的氧化鎂，10-20 Wt %的氫氧化鈣，10-20wt%的天然粉石英或天然石粉，10-12wt %活性劑組合物和5-10wt%發(fā)泡劑組成，所述活性劑組合物由氧化鐵、氧化銅、氧化錳，氧化鋁和氧化鈷組成，在常溫常壓下，按下述方法步驟制成: a、先按比例將活性劑組合物與發(fā)泡劑混合均勻制成預(yù)料，預(yù)料再與氧化鎂，氫氧化鈣，天然粉石英或天然石粉配料攪拌均勻形成混合料， b、將混合料加入圓筒或圓盤造粒機(jī)中并加適量水，利用水吸收二氧化碳形成固化劑進(jìn)行固化，從而搪粒制成粒徑3-8_的顆粒， c、在常溫和50%以上濕度下養(yǎng)護(hù)8小時以上，即可制成為比重為0.9?lg/cm3、抗壓強(qiáng)度大于1000N/顆的多相臭氧化負(fù)載型催化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相臭氧化負(fù)載型催化劑，其特征是:所述活性劑組合物由氧化鐵50wt%，氧化銅15wt%，氧化招15wt%，氧化猛10wt%，氧化鈷10wt%組成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多相臭氧化負(fù)載型催化劑，它由40-50wt﹪的氧化鎂，10-20wt%的氫氧化鈣，10-20wt%的天然粉石英或天然石粉，10-12wt﹪活性劑組合物和5-10wt%發(fā)泡劑組成，所述活性劑組合物由氧化鐵、氧化銅、氧化錳，氧化鋁和氧化鈷組成，本發(fā)明運(yùn)用氧化鎂、氫氧化鈣、粉石英與水和二氧化碳生成碳酸鎂、碳酸鈣顆粒載體，免去了焙燒工藝，活性劑為多種金屬氧化物均勻布在發(fā)泡孔中生成負(fù)載型催化劑。它與現(xiàn)有技術(shù)相比，1、不需要高溫焙燒，在常溫下制成，有顯著的節(jié)能效果，2、在生產(chǎn)操作上無安全隱患，無環(huán)境污染。3、生產(chǎn)方法簡單設(shè)備投資少。4、催化活性高含有多種活性劑組分，適合不同的污水處理。
【IPC分類】B01J27/232, C02F1/78
【公開號】CN105148963
【申請?zhí)枴緾N201510438883
【發(fā)明人】張振慧, 張興海, 張新洋
【申請人】張振慧, 張興海, 張新洋
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月24日