[发明专利]一种用于臭氧催化氧化处理难降解废水的催化剂、其制备方法及用途

说明书

本发明涉及难降解废水处理领域，提供了一种催化剂、其制备方法及用途，尤其涉及一种用于臭氧催化氧化处理降解废水的异相催化剂、其制备方法及用途。本发明的催化剂以活性氧化铝为载体，采用浸渍‑水热法将过渡金属负载到载体上，干燥后焙烧而成。使用该催化剂处理难降解废水时，可以产生大量羟基自由基，氧化难降解有机物，该催化剂是一种催化活性较高、制备工艺简单、成本低廉的高效异相臭氧催化剂。

技术领域

本发明涉及难降解废水处理领域，涉及一种催化剂、其制备方法及用途，尤其涉及一种用于臭氧催化氧化处理降解废水的异相催化剂、其制备方法及用途。

背景技术

无论是工业废水深度处理还是生活污水处理，提标改造都需要高效可行的处理技术。目前，大部分研究主要集中在高级氧化技术上，其中臭氧催化氧化技术利用臭氧产生氧化性极强的羟基自由基，可以高效降解有机污染物，反应速率快、没有选择性、不产生二次污染、实现污水零排放，是目前的研究热点。

臭氧催化氧化技术的关键是高效廉价的催化剂的制备。科研院所研究的催化剂，多为纳米级粉末催化剂，且活性组分多为贵金属，虽然在实验室研究中有着很高的催化活性但基本不能回收利用且制备成本过高，难以大规模工程应用。CN 106540706A公开了一种负载型臭氧催化剂及其制备方法和应用，所述方法包括：1)催化剂载体的制备：称取氟钛酸铵和硼酸溶于水中，搅拌，得到前驱体溶液，将前驱体溶液移到密封反应釜中，将预处理后的分子筛浸入前驱体溶液中，水热反应，取出产物，清洗，煅烧，即得催化剂载体；2)过渡金属氧化物和稀土金属氧化物再催化剂载体表面的负载：在步骤1)制得的催化剂载体上负载过渡金属氧化物和稀土氧化物。此方法能有效提高臭氧催化剂与臭氧的接触面积，加速臭氧分解产生羟基自由基，进而加快污水中有机物的氧化速率和效率。其虽然解决了贵金属制备成本高的问题，但仍然存在产物为微米级回收再利用困难，且制备方法繁琐等问题。

大部分市售颗粒催化剂存在着催化活性较低、臭氧利用率低、制备工艺复杂的问题，制约了臭氧催化氧化技术的推广利用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种催化剂、其制备方法及用途，尤其涉及一种用于臭氧催化氧化处理降解废水的异相催化剂、其制备方法及用途。

第一方面，本发明提供一种催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)活性组分的浸渍：

采用铁源、锰源或铜源中的任意一种或至少两种的组合配制前驱液，然后与催化剂载体混合，调节pH至5.2～6.5，浸渍；

(2)水热反应：

浸渍完成后，进行水热反应；

(3)干燥并焙烧，得到催化剂。

本发明的方法中，步骤(1)调节pH至5.2～6.5，例如5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.3或6.5等。若pH小于5.2，活性组分负载不牢固；若pH大于6.5，碱液会与载体发生反应，导致载体强度下降。

本发明的方法通过控制合适的工艺参数，将常见廉价的过渡金属铁、锰或铜中的任意一种或至少两种的组合负载到活性载体上，得到了一种高催化活性的异相催化剂，可用于臭氧催化氧化处理难降解废水，大幅度提高臭氧催化氧化的反应速率以及臭氧的利用率，对污染物降解彻底且制备工艺简单、成本低廉，解决了臭氧催化氧化过程中反应不彻底、臭氧利用率低、投资运行成本高昂的问题。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

优选地，所述催化剂载体为活性载体，优选为活性氧化铝小球。