以硅酸鋁為載體的金屬負(fù)載型催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬負(fù)載型催化劑的制備方法，具體是指一種以硅酸鋁為載體的 金屬負(fù)載型催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水中一些生物難降解的或有毒的有機(jī)污染物(如 R0膜濃水、采油廢水、農(nóng)藥，合成洗滌劑和某些染料行業(yè)廢水等)很難被生物降解，外排自然 界的工業(yè)廢水很難滿足我國(guó)現(xiàn)行的環(huán)保要求。為了保護(hù)環(huán)境和水資源能夠回收再利用，工 業(yè)廢水需經(jīng)過(guò)三級(jí)深度處理才能滿足水污染治理和廢水回用的要求。
[0003] 臭氧氧化技術(shù)作為有效的廢水深度處理手段之一，具有氧化能力強(qiáng)，反應(yīng)速度快， 使用方便(包括臭氧的制造，輸出和投配等），不產(chǎn)生二次污染等一系列優(yōu)點(diǎn)而受到人們的 重視。但是臭氧氧化有極強(qiáng)的選擇性，對(duì)含有雙鍵的有機(jī)物特別青睞，氧化速率極快，而對(duì) 無(wú)雙鍵的有機(jī)物的氧化則很慢，甚至氧化速率低于臭氧的分解速率，氧化效率很低。
[0004] 對(duì)于臭氧氧化的效率無(wú)法穩(wěn)定達(dá)到處理要求，如何增強(qiáng)臭氧的氧化效率以及改變 臭氧對(duì)有機(jī)污染物的選擇性的問(wèn)題，臭氧催化氧化工藝將改變臭氧利用率低、選擇性等一 系列問(wèn)題，而催化氧化最核心的問(wèn)題是催化劑。臭氧在氧化體系中，在催化劑的催化作用下 產(chǎn)生羥基自由基（· H0)中間體，并以（· H0)為主要氧化劑與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。
[0005] 有鑒于此，通過(guò)改變催化劑的組分以及金屬活性成份，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)更新生 產(chǎn)工藝，解決臭氧利用率低，縮短工藝停留時(shí)間等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是提供一種以硅酸鋁為載體的金屬負(fù)載型催化劑的制備方法，它具有 制作工藝簡(jiǎn)單，安全環(huán)保，原材料易得的特點(diǎn)。在各行業(yè)污水深度處理中，該催化劑在臭氧 催化氧化技術(shù)的應(yīng)用中，不僅提高了臭氧的利用率，縮短了工藝的停留時(shí)間，同時(shí)在針對(duì)某 些高含鹽污水中，也同樣具有很高的氧化效率，如反滲透雙模的濃水、造紙廢水、印染廢水 和采油廢水等。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是一種以硅酸鋁為載體的金屬負(fù)載型催化劑的制備方 法，它由高嶺土粉末、氫氧化鋁粉末、金屬離子活性組分、造孔劑和粘合劑加工而成，其特征 在于:按重量組份取高嶺土粉末15-25、氫氧化鋁粉末50-80、金屬離子活性組分3-10、造孔 劑0.1-5.0利用攪拌機(jī)充分混合;然后將混合組分料輸送進(jìn)入糖衣機(jī)，噴入粘合劑30-40，將 混合粉末制成粒徑為2~4mm的定型催化劑母體；最后進(jìn)入干燥一升溫預(yù)熱一恒定高溫焙 燒一自然降溫即可。
[0008] 作為本發(fā)明的改進(jìn)內(nèi)容，催化劑的載體組分采用不同的原料粉末，改進(jìn)各組分的 配比，具體配比見(jiàn)下表：
作為本發(fā)明的改進(jìn)內(nèi)容，所述催化劑的金屬離子活性組份為氧化銅、硝酸銅、氯化銅、 氧化鎵、二氧化鈦、二氧化錳、三氧化二鐵中一種或多種成份的組合。
[0009] 作為本發(fā)明的改進(jìn)內(nèi)容，所述催化劑的造孔劑選用聚乙二醇、碳酸氫鈉、葡萄糖、 木肩粉中的一種或幾種混合物。
[0010] 作為本發(fā)明的改進(jìn)內(nèi)容，所述催化劑的粘合劑選用水，部分幾種金屬離子活性成 份和部分幾種造孔劑等先溶解于水中，投入到糖衣機(jī)中，成為催化劑母球后，通過(guò)高溫焙燒 使金屬活性成份與載體原料成份形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。
[0011] 作為本發(fā)明的改進(jìn)內(nèi)容，所述催化劑定型為2~4mm的母體球時(shí)，在干燥機(jī)105°C條 件下干燥2~4小時(shí)。
[0012] 作為本發(fā)明的改進(jìn)內(nèi)容，所述催化劑母體球在干燥后2~4小時(shí)后，進(jìn)入液化氣焚燒 爐，480~550°C條件下丨旦溫培燒4~6小時(shí)。
[0013] 作為本發(fā)明的改進(jìn)內(nèi)容，所述催化劑適用于各行業(yè)污水深度處理臭氧催化氧化工 藝之中，尤其對(duì)反滲透濃水、造紙廢水、印染廢水和采油廢水等一系列高含鹽污水的處理， 提尚臭氧利用率和工藝停留時(shí)間。 具體實(shí)施例
[0014] 為使本發(fā)明的生產(chǎn)工藝及優(yōu)點(diǎn)表達(dá)的更加清晰，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步描述。
[0015] 1、按重量組份稱取高嶺土粉末20、氫氧化鋁粉末75、金屬離子活性組分5、造孔劑 0.1利用攪拌機(jī)充分混合； 2、 將混合組分料輸送進(jìn)入糖衣機(jī)，噴入粘合劑35，將混合粉末制成粒徑為2~4mm的定型 催化劑母體； 3、 然后進(jìn)入干燥一升溫預(yù)熱一恒定高溫焙燒一自然降溫即可 催化劑的載體改進(jìn)配比，各組分的化學(xué)組份配比見(jiàn)下表：
所述以硅酸鋁為載體的金屬負(fù)載型催化劑的載體，主要成份是ai2〇3和Si02,這兩種物 質(zhì)在高溫焙燒下，產(chǎn)生硅酸鋁并與其他金屬活性成份共同作用成型為穩(wěn)定的絡(luò)合物。
[0016] 所述以硅酸鋁為載體的金屬負(fù)載型催化劑的金屬活性組分，有幾種金屬活性組分 先溶解于粘結(jié)劑水中，再通過(guò)加入糖衣機(jī)中，將催化劑粉末加工成2~4mm的催化劑母球，與 硅酸鋁共同作用成型為穩(wěn)定的絡(luò)合物。溶解于粘結(jié)劑水中的金屬活性成份能夠擴(kuò)散到催化 劑每個(gè)部位，均勻的與載體原料形成絡(luò)合物，達(dá)到產(chǎn)品穩(wěn)定的作用。
[0017] 所述催化劑的造孔劑選用聚乙二醇、碳酸氫鈉、葡萄糖、木肩粉中的幾種混合物。 造孔劑的作用是在保證催化劑母體的強(qiáng)度的情況下，增加催化劑的比表面積及孔容性，吸 水率進(jìn)一步提升。同時(shí)所選造孔劑在450~550°c的條件下焙燒時(shí)，全部化為二氧化碳和水蒸 氣，不存在于催化劑內(nèi)。
[0018] 所述催化劑的粘結(jié)劑為自然界最常用的水，在催化劑從粉末加工成2~4mm的母球 時(shí)，控制粘結(jié)劑的用量，保證粉末固定:粘結(jié)劑的比例維持在2:1~3:1之間，否則很難成型為 均勻的2~4mm的催化劑產(chǎn)品。
[0019] 所述催化劑定型為2~4mm的母體球時(shí)，在干燥機(jī)105°C條件下干燥2~4小時(shí)，然后催 化劑母體球進(jìn)入液化氣焚燒爐，480~550°C條件下恒溫焙燒4~6小時(shí)。在恒溫焙燒過(guò)程中，催 化劑母球中存在的水份、造孔劑等將會(huì)化為二氧化碳和水蒸氣溢出，金屬離子活性組份將 與載體材料形成以硅酸鋁為載體的絡(luò)合物，即本發(fā)明產(chǎn)品。
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