[发明专利]用于微波强化ClO2催化氧化工艺的催化剂MnOx/活性炭纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法。

背景技术

ClO₂催化氧化法是一种新型高效的催化氧化水处理技术，是利用强氧化剂ClO₂在催化剂存在的条件下，催化氧化降解废水中的有机污染物，以达到直接氧化有机污染物为最终产物或将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物，提高废水可生化性的目的；但现有方法反应时间长、氧化剂投加量大。同时现有技术多采用活性炭或改性活性炭为催化剂，造成工艺运行成本高，活性炭再生困难并且适用范围小，限制了此技术的实际应用范围。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有ClO₂催化氧化法存在反应时间长、氧化剂投加量大、成本高、适用范围小等缺点；而提供了一种用于微波强化ClO₂催化氧化工艺的催化剂MnO_x/活性炭纤维的制备方法。

本发明用于微波强化ClO₂催化氧化工艺的催化剂MnO_x/活性炭纤维的制备方法是由下述步骤实现的：一、用蒸馏水清洗比表面积为600～1400m²/g活性炭纤维(简称为ACF，作催化剂的载体)三至五次，再在80～110℃条件下烘干，然后浸渍于浓度为0.05～0.5mol/L的硝酸溶液中；二、将浸渍后的活性炭纤维在50～200W微波功率下辐照3～7min，再在80～110℃条件下烘干；三、将经步骤二处理后的活性炭纤维加入浓度为0.05mol/L MnCl₂溶液中浸渍12～24h，其中活性炭纤维重量与MnCl₂溶液的体积比为1g∶10～100mL，然后过滤，过滤后的剩余物采用60～80℃的恒温水浴干燥6～12h，再在80～110℃电热恒温干燥2～4h；冷却至室温；然后以1～5℃/min的升温速度升至300～400℃，焙烧1～3h，即得到用于微波强化ClO₂催化氧化工艺的催化剂MnO_x/活性炭纤维。

与现有技术相比较，将本方明制备的催化剂用于微波强化ClO₂催化氧化工艺，在达到相同处理效果前提下可以减少氧化剂ClO₂用量，其用量节省约1/3；并缩短反应时间，由传统的几十分钟缩短到6min；拓宽pH值的适用范围，由传统的pH值3～7拓展到pH值2～9；并且提高了处理效率，而且出水温度适宜、投加方式和设备简单、操作方便等优点，为水中难降解有机污染物去除提供了一种新型高效的处理工艺。本发明的方法工艺简单便于操作。

附图说明

图1是具体实施方式十四制备的催化剂MnOx/活性炭纤维表面的XPS全谱图，图2是具体实施方式十四制备的催化剂MnOx/活性炭纤维表面Mn2p的XPS谱图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中用于微波强化ClO₂催化氧化工艺的催化剂MnO_x/活性炭纤维的制备方法是由下述步骤实现的：一、用蒸馏水清洗比表面积为600～1400m²/g活性炭纤维(简称为ACF，作催化剂的载体)三至五次，再在80～110℃条件下烘干，然后浸渍于浓度为0.05～0.5mol/L的硝酸溶液中；二、将浸渍后的活性炭纤维在50～200W微波功率下辐照3～7min，再在80～110℃条件下烘干；三、将经步骤二处理后的活性炭纤维加入浓度为0.05mol/L MnCl₂溶液中浸渍12～24h，其中活性炭纤维重量与MnCl₂溶液的体积比为1g∶10～100mL，然后过滤，过滤后的剩余物采用60～80℃的恒温水浴干燥6～12h，再在80～110℃电热恒温干燥2～4h；冷却至室温；然后以1～5℃/min的升温速度升至300～400℃，焙烧1～3h，即得到用于微波强化ClO₂催化氧化工艺的催化剂MnO_x/活性炭纤维。

本实施方式步骤三采用恒温水浴干燥除去浸渍后载体上吸附的大量水份和金属盐(锰盐)的结合水，随着水分蒸发，活性组分在载体表面迁移；冷却后再进行电热恒温干燥过程中金属盐在载体上分散迁移，前体(锰盐)发生结晶形成活性组分颗粒。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中活性炭纤维的比表面积为800～1200m²/g。其它与具体实施方式一相同。