專利名稱：一種多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)，特別是處理難降解有機(jī)污染物，具體涉及一種多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑及其制備方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的催化臭氧氧化法是將催化劑配置成一定濃度的溶液投加到廢水中，催化劑以離子形式存在廢水中，然后通入臭氧進(jìn)行均相催化氧化，雖然能提高處理效果，但是此種催化劑存在難以回收，造成二次污染、藥劑費(fèi)用高，臭氧的利用率低，處量效果不好。因此在很大程度上限制了在廢水處理中的應(yīng)用。于是，如何利用催化臭氧氧化進(jìn)行多相催化、提高臭氧利用率，增強(qiáng)臭氧氧化能力，降低處理成本等問題引起國(guó)內(nèi)外高等院校和科研院所的重視。對(duì)多相催化臭氧化進(jìn)行了大量的研究，證實(shí)多相催化臭氧氧化技術(shù)是去除水中高穩(wěn)定性、含量低、危害大、難降解有機(jī)污染物的有效技術(shù)。但到目前為止，其研究成果仍存在一些問題一是缺乏實(shí)際生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其研究主要是以蒸餾水為本體的臺(tái)試試驗(yàn)；二是·多相催化臭氧化原理還處于推測(cè)階段，尚不能完全清楚其反應(yīng)機(jī)理；三是由于污染種類較多，化學(xué)組成千差萬別，對(duì)催化劑有不同的選擇。(現(xiàn)代化工，2007年3月第27卷3期，水處理多相催化臭氧化技術(shù)現(xiàn)狀)，中國(guó)專利ZL200910186028. 8公開了多相催化臭氧氧化負(fù)載催化劑及制備方法，它是以蜂窩陶粒為載體，以銅的氧化物為活性組份的負(fù)載催化劑。其制備方法分五步1，選擇載體，選擇粒徑5-8mm的蜂窩陶粒為載體；2，配置18-20%的硝酸銅溶液；3，浸潰將載體浸入硝酸銅溶液4小時(shí)以上；4，干燥將浸潰完成的載體從硝酸銅溶液中取出，在室溫下晾干后在100-120°C的干燥爐中烘干12小時(shí)以上；5、再在400-600°C的焙燒爐中焙燒4小時(shí)以上。這種制備方法一是制作工藝時(shí)間長(zhǎng)，從配置溶液到焙燒成負(fù)載型催化劑約需20小時(shí)以上甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，生產(chǎn)效率低；二是硝酸銅溶液是一種強(qiáng)氧化齊U，在催化劑的生產(chǎn)過程中是使其轉(zhuǎn)化成氧化銅附聚在蜂窩陶粒的孔隙表面上，不僅轉(zhuǎn)化成本高，同時(shí)在干燥焙燒過程中與炭粉、硫磺及其它可燃燒性物質(zhì)共熱、摩擦和撞擊，能引起燃燒和爆炸，存在嚴(yán)重安全隱患；三是焙燒時(shí)還會(huì)產(chǎn)生帶刺激性氣味的有毒過氧化氮?dú)怏w，嚴(yán)重污染環(huán)境，能耗又高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明提供一種能耗小，成本低，生產(chǎn)過程無安全隱患和無環(huán)境污染的多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是所述多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑采用下述方法制備而成先按比例將堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液或氨水混合，使堿式碳酸銅完全溶解于碳酸氫氨溶液或氨水中形成藍(lán)色絡(luò)合物溶液，再將載體浸潰在藍(lán)色絡(luò)合物溶液中，浸潰后取出晾干，再在200-250°C溫度下保溫干燥，使氧化銅析出附聚在載體的孔表面上形成催化層，從而制成多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑。所述載體用無機(jī)多孔非金屬顆粒制成，所述無機(jī)多孔非金屬顆粒為蜂窩陶粒、鋁土礦、硅藻土或活性炭等。本發(fā)明所述多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑制備方法具體步驟如下
1、選擇粒徑小于50_的無機(jī)多孔非金屬顆粒制成載體，
2、先制備重量百分比濃度為12-14%的碳酸氫氨溶液或氨水，再按堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液或氨水的重量比例2 3 97 98，在攪拌下將堿式碳酸銅加入到碳酸氫氨溶液或氨水中，使堿式碳酸銅完全溶解于碳酸氫氨溶液或氨水中形成藍(lán)色絡(luò)合物溶液，
3、再將載體浸入藍(lán)色絡(luò)合物溶液中，浸潰時(shí)間不少于4小時(shí)，
4、浸潰后取出載體，將載體在室溫下晾干水分，晾干后再將載體放在200-250°C的溫度下保溫干燥4小時(shí)以上，使氧化銅析出附聚在載體的孔表面上形成催化層，即可制成多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑。本發(fā)明雖然與現(xiàn)有技術(shù)一樣最終都是使載體的孔表面上形成一層氧化銅催化層，·但本發(fā)明技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)是通過堿式碳酸銅溶解在碳酸氫氨溶液或氨水中形成藍(lán)色絡(luò)合物溶液，再將載體浸潰在藍(lán)色絡(luò)合物溶液中，浸潰后取出晾干并在200-250°C低溫下干燥，就可在載體的孔表面上形成氧化銅催化層，通過采用非強(qiáng)氧化劑一堿式碳酸銅轉(zhuǎn)化成氧化銅附聚在載體的孔表面上，不需要在高溫下焙燒，既縮短了制備工藝周期，又節(jié)省了高溫焙燒所需的能源，消除了安全隱患，也不會(huì)產(chǎn)生帶刺激性的有毒氣體，整個(gè)制備過程安全又環(huán)保。它與現(xiàn)有技術(shù)中負(fù)載型催化劑制備方法相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、制備過程中，由于堿式碳酸銅是非強(qiáng)氧化劑，因而不存在安全隱患，也不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，不會(huì)造成環(huán)境污染，
2、制備方法簡(jiǎn)單，省去了焙燒工藝，縮短了制備周期，降低了能耗和成本，
3、催化活性高，不易流失，不引入二次污染，可再生重復(fù)使用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
制備載體選擇平均粒徑為40-45mm的蜂窩陶粒制成的載體1000kg，并用風(fēng)吹洗清出其表面灰塵及雜質(zhì)，
浸潰液制備取60kg碳酸氫氨溶解在440kg水中，配制成重量百分比濃度為12%的碳酸氫銨溶液，堿式碳酸銅不溶于水，但溶于碳酸氫氨溶液，按堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液重量比為2 98的比例，取IOkg堿式碳酸銅在攪拌下徐徐加入到490kg重量百分比濃度為12%的碳酸氫氨溶液中使其完全溶解，使堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液形成500kg藍(lán)色絡(luò)合物溶液，
3、將IOOOkg蜂窩陶粒制成的載體浸入500kg藍(lán)色絡(luò)合物溶液中，浸潰時(shí)間為5小時(shí)，
4、干燥從藍(lán)色絡(luò)合物溶液中取出上述載體，在室溫晾干水分后，再放入烘箱中，在200°C的溫度下保溫干燥6小時(shí)，使氧化銅析出附聚在上述蜂窩陶粒制成的載體的孔表面上形成催化層，即制成多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑。實(shí)施例2
I、制備載體選擇平均粒徑為20-30mm的鋁土礦顆粒制成的載體1000kg，并用風(fēng)吹洗清出其表面灰塵及雜質(zhì)，
浸潰液制備取70kg碳酸氫氨溶解在430kg水中，配制成重量百分比濃度為14%的碳酸氫銨溶液，堿式碳酸銅不溶于水，但溶于碳酸氫氨溶液，按堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液重量比例為2 97的比例，取IOkg堿式碳酸銅在攪拌下徐徐加入到485kg重量百分比濃度為14%的碳酸氫氨溶液中完全溶解，使堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液形成495kg藍(lán)色絡(luò)合物溶液，
3、將IOOOkg鋁土礦顆粒制成的載體浸入495kg藍(lán)色絡(luò)合物溶液中，浸潰時(shí)間為6小
時(shí)，
4、干燥從藍(lán)色絡(luò)合物溶液中取出上述載體，在室溫晾干水分后，再放入烘箱中，在240°C的溫度下保溫干燥4. 5小時(shí)，使氧化銅析出附聚在上述鋁土礦顆粒制成的載體的孔表面上形成催化層，即制成多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑。此外，可用相同重量百分比濃度的氨水代替實(shí)施例I和實(shí)施例2中的碳酸氫氨溶 液，可用活性炭或硅藻土顆粒代替實(shí)施例I中的蜂窩陶?；?qū)嵤├?中的鋁土礦顆粒來制備載體，其負(fù)載型催化劑的制備方法與實(shí)施例I和實(shí)施例2中的制備方法相同。
權(quán)利要求
1.一種多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑的制備方法，其特征在于先按比例將堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液或氨水混合，使堿式碳酸銅完全溶解于碳酸氫氨溶液或氨水中形成藍(lán)色絡(luò)合物溶液，再將載體浸潰在藍(lán)色絡(luò)合物溶液中，浸潰后取出晾干，再在200-250°C溫度下保溫干燥，使氧化銅析出附聚在載體的孔表面上形成催化層，從而制成多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑及其制備方法，先按比例將堿式碳酸銅與碳酸氫氨溶液或氨水混合，使堿式碳酸銅完全溶解于碳酸氫氨溶液或氨水中形成藍(lán)色絡(luò)合物溶液，再將載體浸漬在藍(lán)色絡(luò)合物溶液中，浸漬后取出晾干，再在200-250℃溫度下保溫干燥，使氧化銅析出附聚在載體的孔表面上形成催化層，從而制成多相催化臭氧化負(fù)載型催化劑。在制備過程中，由于堿式碳酸銅是非強(qiáng)氧化劑，因而不存在安全隱患，也不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，不會(huì)造成環(huán)境污染，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，不僅省去了焙燒工藝，縮短了制備周期，降低了能耗和成本，而且催化活性高，不易流失，不引入二次污染，可再生重復(fù)使用。
文檔編號(hào)B01J23/72GK102784644SQ20121031216
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者劉微, 張振慧, 胡麗 申請(qǐng)人:張振慧