[发明专利]一种回收利用污染水样重金属制备负载型催化剂的工艺方法

说明书

本发明涉及环境保护技术领域，更具体地说，是涉及一种回收利用污染水样重金属制备负载型催化剂的工艺方法。工艺步骤为，利用化学沉淀法沉淀污染水样中的重金属离子，固液分离后得到固体重金属沉淀物；对固体重金属沉淀物进行清洗、破碎、研磨、过筛等预处理得到细小颗粒态的含重金属粉末；制备铝溶胶胶体溶液；将步骤2)制得的含重金属细小粉末加入铝溶胶胶体溶液中，搅拌均匀，得到分散均匀的含重金属铝溶胶胶体溶液；将上述胶体负载到整体式载体上，在含氧气氛下焙烧后得到负载型催化剂。

技术领域：

本发明涉及环境保护技术领域，更具体地说，是涉及一种回收利用污染水样重金属制备负载型催化剂的工艺方法。

背景技术：

在自然环境中，不同形态的重金属元素具有不可降解性和生物积累性，工业企业排放的污染水样含重金属量即使很少，它也会通过生物积累性及食物链传递，对生态系统和人体健康产生重要影响。化学沉淀法是处理重金属污染的主要方法之一，但是，其产生的重金属污泥常需要作为危险废物处理，增加了企业的运营成本。

催化剂因能降低反应的活化能，在环境保护领域得到广泛应用。如电厂烟气脱硝、汽车尾气三元催化剂、挥发性有机物催化燃烧降解等领域均有大量应用；在废水治理领域，水中的臭氧催化氧化，因催化剂的加入，能够加速产生强氧化性的羟基自由基，从而促进水中有机物的降解速率，是一种具有前景的高级氧化技术。

常见的催化剂活性组分包括贵金属、过渡金属氧化物及稀土金属氧化物，如铂、钯、铁、镍、铜、锰、锌、锆、铈等。这些元素大部分恰好是工业企业重金属污染水样的主要成分。因此，可以通过技术手段，将废水中的重金属成分回收利用，用以制备工业催化剂。既解决了重金属水体污染问题、又为企业节约了危险废物处理费用，还生产了催化剂产生经济效益。对于含多组分重金属元素的污染水样，采用沉淀法形成的沉淀物同样含有多个组分，不利于后续对该复杂复合氧化物的提纯，降低了其在传统回收利用的价值。

发明内容：

本发明正是针对上述问题，提供了一种回收利用污染水样重金属制备负载型催化剂的工艺方法，回收利用水体污染中的重金属元素，用以生产工业催化剂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，工艺步骤为，

1、利用化学沉淀法沉淀污染水样中的重金属离子，固液分离后得到固体重金属沉淀物；

2、对固体重金属沉淀物进行清洗、破碎、研磨、过筛等预处理得到细小颗粒态的含重金属粉末；

3、将拟薄铝石均匀分散到水里，不断加入酸液直至液体由悬浊液变成溶胶溶液，得到铝溶胶胶体溶液；

4、将步骤2)制得的含重金属细小粉末加入铝溶胶胶体溶液中，搅拌均匀，得到分散均匀的含重金属铝溶胶胶体溶液，重金属粉末占总质量的5％～40％；

5、将上述胶体负载到整体式载体上，在含氧气氛下焙烧后得到负载型催化剂。

步骤1中化学沉淀法中用到的沉淀剂为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠或硫化氢，沉淀剂与水中重金属离子的摩尔比为1～3：1，pH＞7.2。

步骤2的预处理后的重金属沉淀物颗粒粒径小于0.1～0.5mm，预处理后的细小重金属沉淀物还可进行酸侵蚀，增大颗粒物比表面积。

步骤3中拟薄铝石与水的重量比为1：5～15，所用的酸是浓度为68wt％的浓硝酸。

步骤3制备的铝溶胶胶体溶液可用过渡金属、稀土金属中的一种以上组分进行改性，其中，过渡金属为铁、钴、镍、锰、锌或铜，稀土金属为铈或镧。

步骤5中，采用浸渍法或提拉法将含催化剂活性组分的铝溶胶负载到催化剂载体上，在含氧气氛下将重金属沉淀物、改性组分和铝溶胶氧化分解为活性组分；催化剂载体可为蜂窝状、颗粒状或条形状，组分可为堇青石、氧化铝或分子筛。