[发明专利]Nd2O3-ACF催化剂及制备方法和应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种Nd₂O₃-ACF催化剂，以及用Nd₂O₃-ACF催化剂耦合 臭氧催化氧化处理二甲基二硫(C₂H₆S₂)恶臭废气的应用。

(二)背景技术

恶臭气体的排放不仅危害生态环境，而且损害人体健康。恶臭物质是 通过发臭基团，如硫基、羧基等刺激嗅觉细胞，使人感到厌恶和不愉快。 很多恶臭物质会导致人体中枢神经产生障碍、病变，引发慢性病和急性病。 恶臭气体的污染源多面广，涉及多种行业。由于浓度一般较低且成分复杂， 而难于治理。目前，就污水处理厂(站)而言，其恶臭气体的主要发生源 是曝气池、格栅井、储泥池、污泥浓缩池及污泥脱水机房等，主要包括硫 化氢(H₂S)、甲硫醇(CH₃SH)、氨(NH₃)、甲硫醚(C₂H₆S)、二甲基二 硫(C₂H₆S₂)、三甲氨(C₃H₉N)等六种成分。

常规的恶臭有机废气处理工艺主要有：吸收法、催化燃烧法、生物处 理法、吸附法、氧化法、等离子法等。虽然这些方法均可用于恶臭有机废 气的处理，在工程上也有一定的应用，但每种方法均有一定的局限性和适 用范围。对于低嗅觉阈值的污水处理厂(站)恶臭废气，处理要求高，难 度极大，采用单一技术难以达到处理要求，需采用耦合处理工艺。常用的 耦合工艺有吸收/吸附法、生物/吸附法、吸附/氧化法等。这三种耦合处理 工艺中，吸附/氧化法对于低浓度的污水处理厂(站)恶臭废气的处理具有 明显的优势。吸附法适用于低浓度恶臭污染物富集浓缩，而氧化法则可以 将污染物较彻底地分解，避免了二次污染的产生，因此是一种极具应用前 景的恶臭废气处理技术。

目前国内外学者对吸附/氧化联合工艺的研究主要采用活性炭为吸附 剂，氧化剂主要有空气中的氧及O₃。与活性炭相比，活性碳纤维(ACF) 具有更好的吸附性能，是一种更为优越的吸附剂，其吸附能力比粒状活性 碳大几倍到几十倍，吸附速度极快，吸附速率高出2-3个数量级，脱附速 率也很快。另外，为了进一步提高ACF对特种物质的吸附性能，目前已研 究出多种改性方法，其中包括热处理、氨处理引入含氮官能团、氧化处理 引入含氧官能团、化学气相沉积和负载金属等。但是用Nd₂O₃改性ACF并 与O₃耦合(Nd₂O₃-ACF/O₃)催化氧化处理恶臭污染物未见报道。Nd₂O₃-ACF 催化与O₃氧化技术可以形成协同效应，ACF吸附提高了污染物的反应浓 度，Nd₂O₃作为催化剂加速了O₃的分解产生·OH。对污水处理厂(站)恶 臭有机废气的污染控制具有深远的理论意义和潜在的应用价值，其技术应 用代表了吸附和高级氧化技术联合去除污水处理厂(站)恶臭有机废气的 新趋势。

(三)发明内容

本发明要解决现有技术的不足，提供一种吸附效率高、能与O₃耦合催 化氧化有效去除污水处理厂(站)产生的恶臭有机废气的催化剂 Nd₂O₃-ACF。本发明以C₂H₆S₂为代表性污染物，进行Nd₂O₃-ACF与O₃耦 合催化氧化处理去除C₂H₆S₂废气。

为了达到本发明目的，本发明的技术方案是：

一种Nd₂O₃-ACF催化剂，是以活性碳纤维ACF为载体，以硝酸钕为 前驱体，水为溶剂配成浸渍液，采用初始湿法浸渍法将钕负载于所述的活 性碳纤维ACF中，焙烧，即得所述Nd₂O₃-ACF催化剂。