[发明专利]介微孔ZSM-5基臭氧催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种介微孔ZSM‑5基臭氧催化剂的制备方法及应用，包括以下步骤：a、将ZSM‑5粉末用去离子水清洗，经抽滤、干燥后，得到粉末A；b、将粉末A置于氢氧化钠溶液中，并在50~80℃水浴条件下处理20~40min，然后经抽滤、洗涤后干燥，得到粉末B；c、取钴盐和铈盐，并溶于去离子水中，得到混合溶液C；d、将混合溶液C与粉末B混合，经超声处理后干燥，之后置于管式炉中，在氮气气氛下，于500~600℃条件下焙烧5~8h，即得到所述的臭氧催化剂。本发明极大的提高了臭氧催化降解含苯酚类废水的去除率和臭氧利用率。本发明制备方法简单，原料廉价易得，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体地说是涉及一种介微孔ZSM-5基臭氧催化剂的制备方法及应用。

背景技术

中国水资源分布不均，年际变化有明显的连续丰水年和枯水年，且呈献东多西少，南多北少的态势。而我国又是一个水资源匮乏的国家，人均水资源900m³，明显低于国际水资源紧缺限度(≤1000m³)。在我国水资源污染和浪费并存，我国水污染现象十分严重，其中，工业废水中的有机物和重金属含量占总污染量的一半。农业大量使用化肥、农药，导致河流中的硝酸盐严重超过饮用水的标准，给生产、生活带来了严重危害，每年我国因水污染造成的经济损失达到1000亿元。

含酚废水污染范围广、危害性大，对人体、水体、鱼类及农作物都会带来严重危害。工业生产过程中的焦化厂、煤气发生站、合成酚厂、制药厂、合成纤维厂等生产过程均会产生大量的含酚废水。在我国《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中明确规定，酚类物质为第二类污染物，一、二级废水的排放标准规定不得超过0.5mg L^–1，三级标准不得超过2.0mgL^–1。因此，如何降低水环境中苯酚的浓度是一项非常紧急的任务。

目前，针对含酚类废水的处理主要有以下几种：高浓度含酚废水常用溶剂萃取法、蒸气吹脱法等回收；而中、低等浓度含酚废水经济价值低，已没有必要进行回收，常采用生物法、吸附法除去。但是，生物法运行经营费较大、操作条件要求较严、占地面积也较大，在处理要求较高时也不再适用。活性炭吸附作为第三级处理工艺，对痕量酚的脱除，早被充分肯定，但是此法只在较低pH值下，对酚类的脱除最为有效。而化学氧化法(臭氧催化氧化)用作生物脱酚后的末级处理却十分经济，在最低的运行费用下，能够进一步提高苯酚的脱除效率。

目前，针对催化臭氧氧化(CWOO)催化剂的研究和应用主要集中在Mn、Fe、Cu等单一组分或者混合组分负载在活性炭、碳纳米管、α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃以及氧化锆、分子筛MCM-41等。例如，在文献CN109926045A中公开了一种臭氧催化剂的制备方法，其包括如下步骤：S1.锰负载：制备Mn的质量分数为1～5％的醋酸锰前驱体溶液，将醋酸锰前驱体溶液加入到焙烧处理后的蜂窝活性炭中，边滴边搅拌，等体积浸渍将Mn负载于蜂窝活性炭；S2.老化处理：将上述S1中的锰负载活性炭在室温下老化≥6h；S3.焙烧处理：将上述S2的老化样品干燥后在惰性气体氛围下，700～900℃温度下焙烧3h，即得臭氧催化剂。然而，目前现有技术中催化剂的催化效果仍不理想，臭氧利用率不高，因此，研究一种高效降解苯酚的臭氧催化剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种介微孔ZSM-5基臭氧催化剂的制备方法及应用，以解决现有臭氧催化剂催化效果不理想，臭氧利用率不高的问题。

本发明采用的技术方案是：一种介微孔ZSM-5基臭氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：

a、将ZSM-5粉末用去离子水清洗，经抽滤、干燥后，得到粉末A；