[发明专利]一种用于印染废水处理的结构化催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于印染废水处理的结构化催化剂，其特征在于，该催化剂包括主催化剂、助催化剂、活性氧化铝和堇青石陶瓷，所述主催化剂为Cu、Fe、Mn中任意一种元素的可溶性硝酸盐，所述助催化剂为Ce、Ni、Co中任意一种元素的可溶性硝酸盐，所述主催化剂元素与助催化剂元素的摩尔比为8：1~10：1，所述活性氧化铝摩尔数与主催化剂和助催化剂中硝酸盐总摩尔数之比为1：15×10^-4~1：25×10^-4。

2.一种制备权利要求1所述用于印染废水处理的结构化催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）堇青石蜂窝陶瓷载体的预处理：取规格一致的堇青石蜂窝陶瓷载体，用砂纸将外表面打磨平整，置于冰醋酸中浸泡1~2小时后用蒸馏水冲洗，110~120℃下干燥1~1.5小时，在550~600℃下焙烧2~3小时，然后置于空气中自然冷却，备用；

2）按活性氧化铝摩尔数与主催化剂和助催化剂中硝酸盐总摩尔比为1：15×10^-4~1：25×10^-4的要求称取相应质量的活性氧化铝载体，研磨成粉状过80~200目筛后，用蒸馏水洗至中性，然后进行预处理：在30~60 ℃条件下，依次置于HNO₃稀溶液、NaOH稀溶液、H₂O中进行酸洗、碱洗、水洗后，浸泡在水中2~5小时取出；

最后将预处理后的活性氧化铝载体在300~500℃下煅烧，在空气中自然冷却后，在80~150 ℃下烘7~10小时，以备后用；

3）按照摩尔比为8：1~10：1分别称取主催化剂和辅助催化剂，然后采用等体积浸渍法将主催化剂和辅助催化剂负载到活性氧化铝载体上，具体方法为：首先根据活性氧化铝载体的质量确定溶解催化剂的水量，将主催化剂和辅助催化剂置入水中配制成溶液，然后将步骤2）处理过的活性氧化铝载体浸渍到所述溶液中放置12~24小时；

4）将所述步骤3）处理过的活性氧化铝载体在80~150 ℃下烘7~10小时直至干燥；然后在400~600 ℃下煅烧2~6小时后研磨成粉末，得到粉末催化剂；

5）在所述步骤4）得到的粉末催化剂中加入0.5~1.5质量倍数的拟薄水铝石，5~10质量倍数的水，以及占粉末催化剂质量比为2%~4%的分散剂，充分混合，置于球磨机中球磨2~10小时，球磨过程中加入硝酸，一方面使pH保持为2.5~4.0，另一方面使黏度保持在5~25 mPa.s，制备得到用于涂覆堇青石载体的浆液；

6）将所述步骤1）中预处理得到的堇青石蜂窝陶瓷载体放入步骤5）制备得到的浆液中浸泡1~3分钟取出，取出后用压缩空气吹去堇青石表面和孔道多余的浆液，使孔道保持畅通，然后在110~200 ℃条件下干燥3~10小时，得到负载粉末催化剂的堇青石蜂窝陶瓷载体；

7）将所述步骤6）得到的负载粉末催化剂的堇青石蜂窝陶瓷载体在300~600 ℃条件下焙烧2~6小时，置于空气中自然冷却到室温，即得到用于印染废水处理的结构化催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备用于印染废水处理的结构化催化剂的方法，其特征在于，所述步骤5）中加入的分散剂为LBD-1分散剂、聚乙二醇200或SP710分散剂。

4.根据权利要求2或3所述的制备用于印染废水处理的结构化催化剂的方法，其特征在于，所述步骤5）中加入的分散剂质量为粉末状催化剂质量的2~4%；球磨时间为2~10小时，球磨过程中黏度保持在15~25 mPa.s。