一種處理化工有機廢水催化劑及其製備方法
2023-06-12 04:49:51 2
專利名稱：一種處理化工有機廢水催化劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於環保領域，具體涉及一種處理化工有機廢水催化劑及其製備方法。
背景技術：
隨著我國工業化發展，水資源越來越短缺，廢水的處理及回收利用越來越受到重視。這些廢水總量巨大且有逐年增加的趨勢，如果在排放之前不對其進行處理，廢水中高濃度可溶性無機鹽和難降解有毒有機物會對自然生態環境造成嚴重的破壞，如對土壤及地表水、地下水造成破壞性汙染，最終影響與人們息息相關的生活生產用水。通常這些高濃度難生化降解的工業廢水採用常規的生物或物理化學方法處理很難達到理想的效果。採用負載過渡金屬氧化物作為固體催化劑促進氧化劑(如雙氧水、次氯酸鈉、臭氧等)的分解並使之與廢水中有機物迅速反應，可在較短的時間內降解有機物並提高氧化劑的利用效率，因此非均相催化劑便成為該技術的關鍵。非均相催化劑主要包括載體(如活性炭、氧化鋁、氧化矽和氧化鈦)以及活性金屬(如鐵、鈷、銅、鋅等)的氧化物。商業用於水處理催化劑目前大多是採用活性炭負載金屬氧化物。從工程應用的實踐來看，該類型催化劑催化氧化劑的效率不高，這樣就導致氧化劑的用量增加，從而導致成本升高；其次，活性炭催化劑由於其自身含有鈣、鎂離子，在工藝運行中會溶出，在後續的鹼性運行環境中會產生沉澱，影響廢水處理的效果；再者，由於活性炭催化劑生產工藝的原因，導致其負載的活性金屬氧化物容易溶出，影響其使用壽命，且催化劑的強度也不夠理想，在曝氣過程中磨損比較嚴重。
發明內容
發明目的:本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種處理化工有機廢水催化劑。本發明的另一目的在於提供上述催化劑的製備方法。技術方案:為了達到上述發明目的，本發明具體是這樣來實現的:一種處理化工有機廢水催化劑，以Al2O3為載體,負載氧化鎳、氧化錳和氧化鈰；其中Al2O3的重量百分數為40 70%，氧化鎳為20 50%，氧化錳為5 20%，氧化鈰為I 10%。優選地，由以下重量百分比的組分組成:70%的Al203、20%的氧化鎳、8%的氧化錳和2%的氧化鈰。其中，所述氧化鈰由氧化鑭代替。其中，所述載體Al2O3顆粒直徑為I 8mm,比表面積為150 400m2.g'製備上述任一處理化工有機廢水催化劑的方法，包括以下步驟:(I)取硝酸鈰或硝酸鑭晶體溶於蒸餾水中配製濃度為0.2 2mol/L的溶液；(2)待酸鈰或硝酸鑭晶體溶解後加入球型Al2O3，攪拌後靜置6 22小時乾燥，後在300 500°C下焙燒3 8小時，得到催化劑的前驅體；(3)配製2 6mol/L的硝酸鎳溶液，後加入KMnO4粉，使KMnO4的濃度為0.2 2mol/L ；(4)將催化劑的前驅體浸入步驟(3)所得混合溶液中，前驅體與混合液的體積比為1:0.6 0.8 ;然後再靜置8 24小時乾燥，後在300 550°C下焙燒3 8小時即得催化劑。其中，步驟(3)中KMnO4粉也可以由硝酸錳代替。其中，所述步驟(4)的靜置時間長於步驟(2)靜置時間。有益效果:本發明提供的催化劑在硬度、活性組分的穩定性、使用壽命和催化氧化效率方面性能優異，而且製備過程簡單，可以實現工業化生產；在工程上不但可以用於固定床，也可以應用於流化床，在處理效果和工程應用前景方面比傳統的活性炭更具有競爭力。
具體實施例方式實施例1:一種處理化工有機廢水催化劑，以Al2O3為載體，負載氧化鎳、氧化錳和氧化鈰；其中Al2O3的重量百分數為40%,氧化鎳為50%,氧化猛為5%,氧化鋪為5%。實施例2:一種處理化工有機廢水催化劑，以Al2O3為載體，負載氧化鎳、氧化錳和氧化鈰；其中Al2O3的重量百分數為50%,氧化鎳為25%,氧化猛為20%,氧化鋪為5%。實施例3:一種處理化工有機廢水催化劑，以Al2O3為載體，負載氧化鎳、氧化錳和氧化鈰；其中Al2O3的重量百分數為60%,氧化鎳為20%,氧化猛為10%,氧化鋪為10%。實施例4:一種處理化工有機廢水催化劑，以Al2O3為載體，負載氧化鎳、氧化錳和氧化鈰；其中Al2O3的重量百分數為70%,氧化鎳為20%,氧化猛為9%,氧化鋪為1%。實施例5:製備處理化工有機廢水催化劑的方法，包括以下步驟:取硝酸鈰或硝酸鑭晶體溶於蒸餾水中配製濃度為lmol/L的溶液；待酸鈰或硝酸鑭晶體溶解後加入球型Al2O3，攪拌後靜置6小時乾燥，後在350°C下焙燒5小時，得到催化劑的前驅體；配製2mol/L的硝酸鎳溶液，後加入KMnO4粉，使KMnO4的濃度為0.2mol/L ;將催化劑的前驅體浸入混合溶液中，前驅體與混合液的體積比為1:0.6 ;然後再靜置8小時乾燥，後在450°C下焙燒6小時即得催化劑。實施例6:製備處理化工有機廢水催化劑的方法，包括以下步驟:取硝酸鈰或硝酸鑭晶體溶於蒸餾水中配製濃度為2mol/L的溶液；待酸鈰或硝酸鑭晶體溶解後加入球型Al2O3，攪拌後靜置16小時乾燥，後在400°C下焙燒6小時，得到催化劑的前驅體；配製4mol/L的硝酸鎳溶液，後加入KMnO4粉，使KMnO4的濃度為lmol/L ;將催化劑的前驅體浸入混合溶液中，前驅體與混合液的體積比為1:0.7 ;然後再靜置18小時乾燥，後在500°C下焙燒7小時即得催化劑。實施例7:製備處理化工有機廢水催化劑的方法，包括以下步驟:取硝酸鈰或硝酸鑭晶體溶於蒸餾水中配製濃度為1.5mol/L的溶液；待酸鈰或硝酸鑭晶體溶解後加入球型Al2O3，攪拌後靜置22小時乾燥，後在500°C下焙燒8小時，得到催化劑的前驅體；配製6mol/L的硝酸鎳溶液，後加入硝酸錳粉，使硝酸錳的濃度為2mol/L ;將催化劑的前驅體浸入混合溶液中，前驅體與混合液的體積比為1:0.8 ;然後再靜置24小時乾燥，後在550°C下焙燒8小時即得催化劑。
權利要求
1.一種處理化工有機廢水催化劑，其特徵在於，以Al2O3為載體，負載氧化鎳、氧化錳和氧化鋪；其中Al2O3的重量百分數為40 70%,氧化鎳為20 50%,氧化猛為5 20%,氧化鋪為I 10%ο
2.根據權利要求1所述的處理化工有機廢水催化劑，其特徵在於，由以下重量百分比的組分組成:70%的Al203、20%的氧化鎳、8%的氧化錳和2%的氧化鈰。
3.根據權利要求1或2所述的處理化工有機廢水催化劑，其特徵在於，所述氧化鈰由氧化鑭代替。
4.根據權利要求1或2所述的處理化工有機廢水催化劑，其特徵在於，所述載體Al2O3顆粒直徑為I 8mm，比表面積為150 400m2.g—1。
5.製備上述任一處理化工有機廢水催化劑的方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)取硝酸鈰或硝酸鑭晶體溶於蒸餾水中配製濃度為0.2 2mol/L的溶液； (2)待酸鈰或硝酸鑭晶體溶解後加入球型Al2O3,攪拌後靜置6 22小時乾燥，後在300 500°C下焙燒3 8小時，得到催化劑的前驅體； (3)配製2 6mol/L的硝酸鎳溶液，後加入KMnO4粉，使KMnO4的濃度為0.2 2mol/L ； (4)將催化劑的前驅體浸入步驟(3)所得混合溶液中，前驅體與混合液的體積比為1:0.6 0.8 ;然後再靜置8 24小時乾燥，後在300 550°C下焙燒3 8小時即得催化劑。
6.根據權利要求5所述的製備處理化工有機廢水催化劑的方法，其特徵在於，步驟(3)中KMnO4粉由硝酸錳代替。
7.根據權利要求5所述的製備處理化工有機廢水催化劑的方法，其特徵在於，所述步驟(4 )的靜置時間長於步驟(2 )靜置時間。
全文摘要
本發明公開了一種處理化工有機廢水催化劑，以Al2O3為載體，負載氧化鎳、氧化錳和氧化鈰；Al2O3的重量百分數為40～70%，氧化鎳為20～50%，氧化錳為5～20%，氧化鈰為1～10%。同時，本發明還公開了上述催化劑的製備方法。本發明提供的催化劑在硬度、活性組分的穩定性、使用壽命和催化氧化效率方面性能優異，而且製備過程簡單，可以實現工業化生產；在工程上不但可以用於固定床，也可以應用於流化床，適應性很高。
文檔編號C02F1/72GK103143368SQ20131006937
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者吳正雷, 蔣偉群, 徐林蘭, 徐衛東, 唐永明, 高峰 申請人:江蘇藍星環保科技有限公司