[发明专利]一种臭氧异相催化氧化废水中COD的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种臭氧异相催化氧化废水中COD的催化剂，其特征在于：以MCM-41分子筛为载体，以Al和Fe、Mn或Ce三者之一为活性组分，其活性成分的前驱体为硝酸盐、醋酸盐或氯化物；所述臭氧异相催化氧化废水中COD的催化剂，Al的负载量为10~20%，优选负载量为15%；Fe、Mn或Ce三者之一的负载量为 10~15%，优选负载量为12%。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：Al的负载量为15%；Fe、Mn或Ce三者之一的负载量为12%。

3.一种权利要求1或2所述臭氧异相催化氧化废水中COD的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备MCM-41球形分子筛载体：

将MCM-41分子筛和粘结剂混合后转动成球，然后整形、抛光，干燥，焙烧，筛选，得到粒径5~10mm的MCM-41球形分子筛载体；

2）浸渍法制备Fe₂O₃-Al₂O₃@MCM-41臭氧催化剂：

（1）硝酸铝溶于去离子水中配成溶液，取干燥的MCM-41球形分子筛载体加入到溶液中并充分搅拌，然后将溶液干燥，使硝酸铝负载到分子筛MCM-41上；

（2）将上述所得样品进行焙烧处理，得到Al₂O₃@MCM-41；

（3）将硝酸铁溶于去离子水中配成硝酸铁去离子水溶液，然后将Al₂O₃@MCM-41分散于溶液中，超声处理，干燥，使硝酸铁负载到Al₂O₃@MCM-41上；

（4）将负载硝酸铁的Al₂O₃@MCM-41进行焙烧处理，得Fe₂O₃-Al₂O₃@MCM-41，即臭氧异相催化氧化废水中COD的催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述粘结剂为硅铝酸盐、氧化硅或氧化铝，优选氧化铝；所述粘结剂与MCM-41分子筛的质量比为1~8:16，以提高小球的机械强度；所述整形，时间为0.5~1 h, 所述干燥，温度为70~120℃，时间为1~5 h；所述焙烧，温度为400~600℃，时间为3~5h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，硝酸铝去离子水溶液，质量浓度为1～10%；硝酸铝与MCM-41球形分子筛载体用量质量比为1：(1～3)；MCM-41球形分子筛载体在溶液中搅拌时间为40~60 min；干燥时先室温晾干，然后在50~70℃干燥24 h以上，最后在110~120 ℃干燥24 h以上。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述焙烧，温度为450~550℃，时间为3~6h。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，硝酸铁去离子水溶液，质量浓度为1%～10%；Al₂O₃@MCM-41与硝酸铁的质量比为1：(1～3)；超声处理40~60 min；干燥时先室温晾干，然后在50~70 ℃干燥24 h以上，最后在110~120 ℃干燥24 h以上。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：上述步骤（4）中，焙烧温度为450~550℃，焙烧时间4~6 h。

9.一种权利要求1或2所述臭氧异相催化氧化废水中COD的催化剂的制备方法，其特征在于：在权利要求3-8任一项所述的制备方法中，将步骤2）浸渍法制备Fe₂O₃-Al₂O₃@MCM-41臭氧催化剂中的铁盐替换为锰盐或铈盐。

10.一种权利要求1或2所述臭氧异相催化氧化废水中COD的催化剂的制备方法，其特征在于：在权利要求3-8任一项所述的制备方法中，将步骤2）浸渍法制备Fe₂O₃-Al₂O₃@MCM-41臭氧催化剂中的硝酸铝和硝酸铁替换为铝和铁的醋酸盐或氯化物。