【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水污染控制，尤其涉及一種臭氧高級氧化催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著我國經濟的不斷發展和進步，工業生產發展過程中高濃度工業污水排放所造成的污染也日趨嚴峻。如今，高濃度廢水廣泛來源于制藥、化工、養殖、垃圾站填埋場、醫療、食品等行業，通常呈現高毒性、高鹽性、高cod、低生化性，該類工業廢水具有高危害性，傳統的生化處理方式難以滿足該類廢水處理需求，甚至出現整個處理系統崩潰。
2、目前，應對高濃度工業廢水的方法基本集中在高級氧化為主的物化處理方法，如電催化、等離子體等高能物化處理方式，這需要較高的能量導入系統及高昂大設備費用，且處理量較小；而臭氧催化高級氧化材料則無需能量導入與高成本基建投資，因此具有更加廣泛的應用范圍。
3、傳統的臭氧高級氧化催化劑多采用擠出-燒結成型或壓制-燒結成型，存在表面結合度不高、易碎裂形成粉的問題，無法滿足高流速、高堆載工況、高使用壽命要求；此外，目前市售臭氧催化劑活性較差，不具備良好的環境適應性，易鈍化；水氣中高含量的硫化物、重金屬等組分會使得催化劑使用過程中中毒。因此，開發出一種高活性、高強度、抗中毒的高性能臭氧高級氧化催化劑是目前主流趨勢和工業應用的迫切需求。
4、公布號為cn113908777a的中國專利文獻公開了一種多級環流臭氧催化氧化反應裝置及催化氧化方法，其使用的鐵基雙載體催化劑，采用活性氧化鋁為載體，由碳源、鐵源無氧焙燒制備而成，雖然形成的feooh具有一定微電解功能，但該合成方法需在隔絕氧氣環境中進行，且工藝流程冗長復雜，不利于
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題在于如何提供一種工藝簡單、可操作性強、綠色環保的臭氧高級氧化催化劑制備方法，制備的催化劑結構強度高、抗磨損性能強，同時具有較高的催化活性和良好的穩定性，且回收方便，易于實現產業化生產。
2、本專利技術通過以下技術手段實現解決上述技術問題：
3、本專利技術第一方面提出一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)主載體的預處理：以活性陶瓷球、泡沫陶瓷或泡沫金屬中的至少一種作為主載體，采用無機酸對主載體進行表面酸改性；
5、(2)負載輔載體
6、a.將硅溶膠、鋁溶膠按照10～30：70～90的質量比混合，攪拌并調節混合溶膠的ph為3～6，得到輔載體漿料；
7、b.將預處理后的主載體在輔載體漿料中浸漬提拉，經干燥、焙燒處理，即將輔載體負載在主載體上；
8、c.重復b的操作，直至輔載體的負載量為主載體質量的5～20％，即得到復合載體；
9、(3)制備活性物料
10、a.將w、cu、fe、ni中的一種或多種組合的金屬氧化物以及co、la、ce中的一種或多種組合的金屬氧化物，與鈦白粉、硝酸錳按照如下質量比混合，制備活性漿料：
11、
12、b.向上述活性漿料中加入沉淀劑，調節活性漿料的ph為10～11使物料沉淀并過濾；
13、c.對過濾后的沉淀物經洗滌、烘干、焙燒、研磨，得到粒徑為40～100目的活性粉料；
14、(4)負載活性涂層
15、a.將上述活性粉料、貴金屬鹽、tio2溶膠、過渡金屬鹽、粘結劑、分散劑按照100～400：0.1～0.5：10～50：10～20：130～600：6～16的質量比混合，用水溶解為活性涂層漿料；
16、b.將步驟(2)得到的復合載體浸漬在活性涂層漿料中，涂覆均勻后，經烘干、焙燒即制得臭氧高級氧化催化劑。
17、有益效果：本申請選擇高強度的載體材料作為主載體，經酸改性后通過載體修飾強化技術在主載體上負載輔載體，然后涂覆含有金屬氧化物和貴金屬鹽的活性涂層，以此得到超高強度、大比表面積的復合催化劑，不僅具有涂層間結合緊密、整體結構強度高、抗磨損性能強、使用壽命長的特點；而且其活性涂層中摻雜多種金屬氧化物、貴金屬鹽以及過渡金屬鹽之間具有協同作用(作為載體的金屬氧化物可提升活性涂層的活性比表面積，貴金屬鹽和過渡金屬鹽分別作為主活性組分和活性助劑，三者結合后可形成較強的金屬-載體強相互作用給，提升催化劑整體的穩定性。)，其中的co、la、ce的氧化物具有較強的儲氧能力，促進了臭氧氧化過程，進而有效地提高了單位臭氧羥基產生效率；而且作為載體的金屬氧化物有效提升活性涂層的活性比表面積，貴金屬鹽和過渡金屬鹽分別作為主活性組分和活性助劑，三者結合后形成較強的金屬-載體強相互作用，提升了催化劑整體的穩定性，使催化劑具有較高的催化活性和良好的穩定性，進而確保了其在臭氧高級氧化中的催化效率。
18、另外，本申請的輔載體和活性涂層的配料簡單、環保，避免大量使用粘結劑、有機物等原料，且輔載體和活性涂層均通過浸漬涂覆的方式進行負載，具有工藝簡單、可操作性強的特點，還大大降低了因制作過程中產生大量粉塵、廢水以及vocs等造成環境污染問題的發生，易于實現產業化生產；而且載體可重復利用，若活性涂層失效，回收并添加活性涂層即可恢復活性，有效地解決了催化劑的危廢產量大且回收復雜的問題，綠色環保。
19、優選的，所述步驟(4)的a中貴金屬鹽中的金屬元素包括鉑、鈀、銀中的一種或多種組合；所述過渡金屬鹽中的金屬元素包括co、la、ce、pr中的一種或多種組合；所述粘結劑包括丁苯橡膠、鋁溶膠、硅溶膠中的一種或多種組合；所述分散劑包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羥甲基纖維素、聚乙二醇中的一種或多種組合。
20、優選的，所述活性涂層漿料主要包括以下重量份物料：
21、
22、
23、優選的，所述硅溶膠的質量濃度為20～50％，鋁溶膠的質量濃度為20～35％。
24、優選的，所述聚乙二醇的分子量為300～500。
25、優選的，所述步驟(1)中無機酸采用1～5％的硝酸溶液，酸改性的溫度為30～50℃、時間為10～30min
26、優選的，所述步驟(2)的a中硅溶膠的質量濃度為20～30％，鋁溶膠的質量濃度為20～50％。
27、優選的，所述步驟(2)的b中浸漬輔載體漿料后經烘干干燥，烘干溫度為50～80℃，時間為12～36h；焙燒溫度為450～600℃，時間為2～6h。
28、優選的，所述步驟(3)的a中將金屬氧化物、鈦白粉、硝酸錳混合后，用水溶解后經超聲分散、水浴加熱攪拌及靜置陳化得到活性漿料；其中超聲分散的溫度為80～90℃、時間為25～3本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)的a中貴金屬鹽中的金屬元素包括鉑、鈀、銀中的一種或多種組合；所述過渡金屬鹽中的金屬元素包括Co、La、Ce、Pr中的一種或多種組合；所述粘結劑包括丁苯橡膠、鋁溶膠、硅溶膠中的一種或多種組合；所述分散劑包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羥甲基纖維素、聚乙二醇中的一種或多種組合。
3.根據權利要求2所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述活性涂層漿料主要包括以下重量份物料：
4.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中無機酸采用1～5％的硝酸溶液，酸改性的溫度為30～50℃、時間為10～30min。
5.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)的b中浸漬輔載體漿料后經烘干干燥，烘干溫度為50～80℃，時間為12～36h；焙燒溫度為450～600℃，時間為2～6h。
6.根據權利要求1所述的
7.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)的b中調節劑采用氨水或碳酸鈉溶液；所述步驟(3)的c中烘干溫度為80～150℃、時間為5～10h，焙燒溫度為450～500℃、時間為2～3h。
8.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)的a中各物料混合前的粒徑D90為1.5～2.5μm；所述步驟(4)的b中涂覆活性涂層漿料的復合載體，烘干溫度為80～100℃、時間為2.0～4.0h，焙燒溫度為450～550℃、時間為1.8～2h。
9.如權利要求1-8任一項所述制備方法制備的臭氧高級氧化催化劑。
10.如權利要求9所述臭氧高級氧化催化劑在污水處理中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)的a中貴金屬鹽中的金屬元素包括鉑、鈀、銀中的一種或多種組合；所述過渡金屬鹽中的金屬元素包括co、la、ce、pr中的一種或多種組合；所述粘結劑包括丁苯橡膠、鋁溶膠、硅溶膠中的一種或多種組合；所述分散劑包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羥甲基纖維素、聚乙二醇中的一種或多種組合。
3.根據權利要求2所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述活性涂層漿料主要包括以下重量份物料：
4.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中無機酸采用1～5％的硝酸溶液，酸改性的溫度為30～50℃、時間為10～30min。
5.根據權利要求1所述的一種臭氧高級氧化催化劑的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)的b中浸漬輔載體漿料后經烘干干燥，烘干溫度為50～80℃，時間為12～36h；焙燒溫度為450～600℃，時間為2～6h。
6.根據權利要求1所述的一種臭氧高...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王光應，彭旭，許曉龍，徐元琛，徐輝，
申請(專利權)人：安徽元琛環保科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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