[发明专利]一种用于紫外催化湿式氧化的催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种可用于紫外催化湿式氧化的催化剂的制备方法。该催化剂是以La(NO₃)₃和Co(NO₃)₂为前驱体，柠檬酸为络合剂，通过溶胶—凝胶法在高温煅烧后形成的LaCoO₃钙钛矿型催化剂。该催化剂可与紫外光充分协作，在酸性条件下，以过氧化氢为氧化剂，在较低的温度和压力下高效催化氧化煤化工废水膜浓缩液，并且该催化剂结构可控，热稳定性好，可进行重复利用，具有重大的环境和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种用于紫外催化湿式氧化的催化剂的制备方法，尤其涉及一种可用于紫外催化湿式氧化煤化工废水膜浓缩液的催化剂的制备方法。

背景技术

为满足煤化工行业“零排放”的要求，在煤化工废水的深度处理单元常采用膜分离技术。膜分离技术可以在分子或离子水平上对煤气化废水中杂质进行选择性分离，但膜分离技术的本质作用是分离污染物，并不能对污染物进行降解，因此在处理过程中仍会产生一定量的膜浓缩液。膜浓缩液具有有机物浓度高、色度大、可生化性差等特点。如何有效地处理膜浓缩液，是煤化工废水深度处理中面临的重大挑战。

紫外-催化湿式过氧化氢氧化工艺(UV-CWPO)是在催化湿式过氧化氢氧化体系(CWPO)中引入紫外光(UV)，利用紫外光的作用直接光解有机污染物以及通过紫外光协助促进催化氧化作用降解有机污染物，将废水中难降解的有机和部分无机污染物彻底分解成CO₂、水等无害成份，同时可以除臭、脱色及杀菌消毒，实现有毒废水的无害化处理，相比于催化湿式氧化工艺，由于紫外光(UV)的引入，降低了传统催化湿式氧化的温度和压强。催化剂是紫外-催化湿式过氧化氢氧化工艺的关键，催化剂中的活性组分能够降低反应条件、提高反应效率，如何找到一种高效稳定的催化剂是推广此技术的关键。钙钛矿型催化剂是一种晶体结构为立方晶系的复合金属氧化物，具有结构可控、热稳定性好、催化效率高以及氧化还原能力强等优点，在催化领域具有广泛的应用前景。高雯雯等研究了LaCoO₃钙钛矿型催化剂非均相Fenton处理兰炭废水，在最佳工艺条件下，兰炭废水的COD去除率达到72.7％。邹文静等研究了LaBO₃(B＝Cr、Mn、Fe、Co、Ni)钙钛矿型氧化物对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDS)光解效果，其中LaCoO₃对SDS溶液有较好的的降解效果，降解率达到85.19％。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种用于紫外催化湿式氧化的催化剂的制备方法，该催化剂作为一种新型的光催化剂，能够与体系内的紫外光充分协作，并且由于其结构可控、热稳定性好、催化效率高、氧化还原能力强的特点，使其能够适用于湿式氧化体系，为克服现有技术的不足提供了新思路。

本发明的技术方案为：.一种用于紫外催化湿式氧化的催化剂的制备方法，其具体步骤如下：

(1)按化学计量比准确量取La(NO₃)₃和Co(NO₃)₂溶于蒸馏水中形成混合溶液；

(2)向混合溶液中加入柠檬酸搅拌至完全溶解形成溶胶；

(3)在一定温度下烘干形成凝胶；

(4)将凝胶研磨过筛备用；

(5)升温煅烧后得到LaCoO₃钙钛矿型催化剂。

优选步骤(1)中所述的La(NO₃)₃和Co(NO₃)₂的化学计量比为1:(1～2)；混合溶液中溶质的质量浓度为10％～20％。

优选步骤(2)中投加的柠檬酸与金属离子摩尔比为3:(1～2)，溶胶为稠状。