[发明专利]一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，该非均相臭氧催化剂由堇青石蜂窝陶瓷载体和负载于堇青石蜂窝陶瓷载体表面的γ-Al₂O₃和活性组分Pb-CeOx组成，所述γ-Al₂O₃的质量为堇青石蜂窝陶瓷质量的15%~25%，所述非均相臭氧催化剂中Pb的质量百分含量为2%~4%，所述活性组分中Pb与Ce的物质的量之比为1：（2~4），所述非均相臭氧催化剂通过臭氧催化氧化废水中的苯系有机物，用于处理高COD酸性有机废水；所述非均相臭氧催化剂的制备方法按以下步骤进行：

一、制备γ-Al₂O₃溶胶：将拟薄水铝石粉加入到去离子水中打浆，形成悬浮液，然后向悬浮液中滴加硝酸胶溶剂，在温度为45~50℃和搅拌速度为1000rpm~1200rpm的条件下回流解胶3min~5min后，静置得到铝溶胶，再向铝溶胶中加入聚乙二醇，混合均匀后得到γ-Al₂O₃溶胶；

二、负载γ-Al₂O₃：将堇青石蜂窝陶瓷进行预处理，然后置于步骤一得到的γ-Al₂O₃溶胶中浸渍8min~12min，取出后，依次经过室温自然干燥、加热干燥和焙烧处理，得到负载有γ-Al₂O₃的堇青石蜂窝陶瓷载体；

三、制备催化剂前驱体：①将硝酸铈水溶液在温度为60~80℃的水浴条件下加热30min~45min，得到CeOx溶胶；②将步骤二得到的负载有γ-Al₂O₃的堇青石蜂窝陶瓷载体置于CeOx溶胶中浸渍8min~12min，取出后去除多余浸渍液；③再置于硝酸铅溶液中浸渍25min~35min，取出后去除多余浸渍液，得到催化剂前驱体；

四、制备非均相臭氧催化剂：将步骤三得到的催化剂前驱体在室温下于阴凉通风处晾干，然后依次经过干燥和焙烧，得到非均相臭氧催化剂，记为Pb-CeOx/γ-Al₂O₃/堇青石催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，该非均相臭氧催化剂由堇青石蜂窝陶瓷载体和负载于堇青石蜂窝陶瓷载体表面的γ-Al₂O₃和活性组分Pb-CeOx组成，所述γ-Al₂O₃的质量为堇青石蜂窝陶瓷质量的20%，所述非均相臭氧催化剂中Pb的质量百分含量为3%，所述活性组分中Pb与Ce的物质的量之比为1：3。

3.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，步骤一中所述悬浮液中拟薄水铝石粉的质量分数为30%~40%。

4.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，步骤一中所述硝酸胶溶剂与拟薄水铝石粉的物质的量的比为（0.1~0.2）：1。

5.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，步骤一中所述硝酸胶溶剂的浓度为2.5mol/L~3.5mol/L。

6.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，步骤一中所述γ-Al₂O₃溶胶中聚乙二醇的质量分数为5%~7%。

7.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，步骤二中所述焙烧处理的温度为450~550℃，时间为4h~6h。

8.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，步骤四中所述干燥的温度为110~130℃，时间为2h~3h。

9.根据权利要求1所述的一种高效处理酸性工业废水的非均相臭氧催化剂，其特征在于，步骤四中所述焙烧过程为：以5℃/min～10℃/min的升温速率，由室温升温至400~500℃，然后在该温度下恒温焙烧1.5h~2.5h。