[发明专利]一种催化剂及其制备方法、去除水中溶解氧的方法

说明书

本发明实施例公开一种催化剂及其制备方法、去除水中溶解氧的方法，涉及再生水处理及综合利用技术领域，能够以低廉的成本、简单高效地去除水中的溶解氧。所述催化剂，包括：介孔分子筛MCM‑41和预定活性金属，所述预定活性金属以掺杂形式进入所述介孔分子筛MCM‑41中。本发明适用于再生水处理中。

技术领域

本发明涉及再生水处理及综合利用技术领域，尤其涉及一种催化剂及其制备方法、去除水中溶解氧的方法。

背景技术

我国人均水资源占有量是世界人均水资源占有量的四分之一，属于全世界13个严重缺水国家之一。近年来随着中国水资源供需矛盾日显突出，污水再生利用具有重要意义和广阔前景。目前，城市污水再生水可用于农业灌溉、工业用水、城市绿化、冲厕及道路洒水除尘等。再生水在输送过程中面临的主要挑战之一是其中的DO(dissolved oxygen，溶解氧)会造成管网和设备的腐蚀，严重时会产生安全事故，给企业和国家造成巨大的经济损失。因此，为确保管道和设备的正常运行，必须预先除去再生水中的溶解氧。

目前溶解氧的去除主要分为物理法和化学法。物理除氧是通过改变温度和压力的方式去除水中的溶解氧，主要包括热力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。化学除氧主要利用加入的化学除氧剂与水中的氧气进行反应而除氧，主要包括亚硫酸钠除氧、海绵铁除氧、联氨除氧等。但是传统的热力除氧方式，软水需加热到105℃才可进行除氧，能源浪费严重，投资运行成本高；真空除氧因系统设备复杂，需保持一定的真空度，日常运行维护都较为复杂；解吸除氧最大的缺点是在除氧的过程中所溶入的二氧化碳也会腐蚀钢铁；化学除氧剂通常情况下可达到水质标准要求，但运行成本较高，会增加水中含盐量且在常温下处理效率较低。因此传统的除氧方法不适宜处理再生水中的溶解氧。

近年来涌现的众多新技术中，催化还原法是处理再生水中溶解氧最为有效的方法之一。有研究表明，在氧化还原树脂、介孔材料或者活性炭纤维上负载贵金属Pt或Pd作为催化剂，然后投加化学药剂联氨(N₂H₄)除氧具有可行性。但是联氨的毒性较强，对水质有较大的影响，且贵金属Pt、Pd催化剂的高昂成本和稀缺性限制了催化还原技术的工业实际应用。因此寻找一种绿色无毒的除氧剂和廉价高效的替代催化剂成为一个亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种催化剂及其制备方法、去除水中溶解氧的方法，能够以低廉的成本、简单高效地去除水中的溶解氧。

第一方面，本发明的实施例提供一种催化剂，包括：

介孔分子筛MCM-41和预定活性金属，所述预定活性金属以掺杂形式进入所述介孔分子筛MCM-41中。

可选的，所述预定活性金属包括金属铜和/或金属铝。

可选的，所述预定活性金属包括金属铜，硅铜摩尔比n(Si)/n(Cu)为以下至少一项：5、10、20、50、80、100。

可选的，所述预定活性金属包括金属铝，硅铝摩尔比n(Si)/n(Al)为以下至少一项：10、20、30、40、50。

可选的，所述预定活性金属包括金属铜和金属铝；其中，硅铜摩尔比n(Si)/n(Cu)为5，硅铝摩尔比n(Si)/n(Al)为10。

第二方面，本发明的实施例还提供一种催化剂的制备方法，包括：

将硅酸钠和预设活性金属盐溶解在去离子水中，形成溶液一；

将十六烷基三甲基溴化铵溶解在去离子水中，形成溶液二；

将溶液一和溶液二混合搅拌，调节pH为9.5-11.5，得到溶液三；

将溶液三倒入反应釜中晶化，得到产物一；

将产物一洗涤、干燥、焙烧，得到所述催化剂。