[发明专利]一种臭氧氧化催化剂的制备方法

说明书

本发明是关于一种臭氧氧化催化剂的制备方法，包括将含有丰富孔径结构的纳米填料磨粉，成为多孔纳米粒子；将多孔纳米粒子在水中分散，加入活性组分，并调节至预设的pH，将活性组分负载到多孔纳米粒子中；进行成型、炭化和活化，获得臭氧氧化催化剂。采用了本发明的技术方案，能够充分起到催化氧化作用，可有效去除废水中难降解有机物，对臭氧的利用率可提高60%以上，大幅度减少了臭氧用量。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种臭氧氧化催化剂的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，越来越多的人工合成化合物进入到水体中，造成水体中存在一些高稳定性、难氧化的有机物，该类有机物对水环境造成了严重的破坏。经济有效地去除水中这类难降解有机污染物已成为目前水处理领域研究和工程应用的热点。

近年来研究开发的以臭氧为氧化剂的高级氧化技术能够氧化分解水中有毒、难降解的有机污染物，受到越来越多的关注。采用臭氧氧化技术效果的好坏关键是臭氧的氧化能力和臭氧的使用量。传统的臭氧氧化技术对臭氧的利用率较低，从而对难降解有机物去除率较低。因此，对臭氧进行催化，提高臭氧的氧化利用率，使其氧化能力得到提高是目前研究的热点。

其中，非均相催化剂由于容易回收，收到广泛关注。非均相催化臭氧氧化通过臭氧与固体催化剂的协同作用降低了反应的活化能，改变了反应的历程，从而增强了臭氧的氧化作用。催化剂及其表面性质，溶液的ｐＨ值等决定了催化臭氧氧化过程的效率，这些因素对催化剂表面活性位的性质和溶液中臭氧的分解反应都产生了很大的影响。非均相催化臭氧氧化一般选用金属氧化物或负载于载体上的金属或金属氧化物作为催化剂。

非均相催化臭氧氧化的反应机理大体来说有以下三种：

（１）臭氧被化学吸附到催化剂表面并形成活性基团，这些活性基团可以和不能进行化学吸附的有机物反应；

（２）有机分子被化学吸附到催化剂表面，并进一步和气态或者溶液中的臭氧作用；

（３）臭氧和有机分子均被化学吸附到催化剂表面，并进一步和有化学吸附能力的基团相互作用。

传统非均相催化剂载体为三氧化二铝、陶粒、多孔碳（煤灰）等介孔材料，材料含有孔径，容易负载活性物质。然而，传统催化剂比表面积小，限制了臭氧催化活性。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种臭氧氧化催化剂的制备方法，能够充分起到催化氧化作用，可有效去除废水中难降解有机物，对臭氧的利用率可提高60%以上，大幅度减少了臭氧用量。

根据本发明实施例的一方面，提供一种臭氧氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将含有丰富孔径结构的纳米填料磨粉，成为多孔纳米粒子；

将多孔纳米粒子在水中分散，加入活性组分，并调节至预设的pH，将活性组分负载到多孔纳米粒子中；

进行成型、炭化和活化，获得臭氧氧化催化剂。

进一步地，所述多孔纳米粒子包括网状金属和有机骨架材料、类沸石咪唑骨架材料、莱瓦希尔骨架材料、Zr-基金属有机框架化合物、孔-通道式骨架材料和/或芳香多孔化合物。

进一步地，所述活性组分包括过渡金属化合物或者稀土金属化合物，过渡金属化合物进一步包括硝酸锰、硝酸镍或者硝酸铁；稀土金属化合物进一步包括硝酸铈或者碳酸铈。

进一步地，所述预设的pH为8至13。

进一步地，所述活性组分总重量与所述多孔纳米粒子总重量的比例为1至10比100。

进一步地，所述炭化温度为300至800摄氏度。