本發(fā)明屬于催化劑制備，更具體地，涉及一種磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用化工原料，導(dǎo)致廢水中含有許多難降解的有毒有機(jī)污染物，這些有機(jī)物通常具有低的生化性，其b/c較低。為了有效地處理這些廢水，高級氧化技術(shù)被引入，通過產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基來氧化分解廢水中的大分子有毒有機(jī)物。臭氧化技術(shù)因?qū)嵱眯詮?qiáng)、不產(chǎn)生副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用在廢水處理當(dāng)中。

2、臭氧催化氧化技術(shù)是在催化劑的作用下，加快/誘導(dǎo)臭氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基來實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解。羥基自由基氧化電位較高(2.8v)可以無選擇性的與有機(jī)物反應(yīng)，且反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于臭氧，所以高效的臭氧催化劑在工程應(yīng)用中尤為重要。

3、然而，工程應(yīng)用中的非均相臭氧催化劑大多采用等體積浸漬法，選用γ-al2o3為載體浸漬在金屬鹽溶液中，再經(jīng)高溫煅燒而成。該方法所合成的催化劑由于活性組分與載體之間弱的相互作用、活性金屬分散性差、易浸出等原因，導(dǎo)致在工程應(yīng)用過程中具有較短的使用壽命和較差的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑及其制備方法，使得制備的催化劑催化活性高、穩(wěn)定性好。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供一種磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑的制備方法，該制備方法包括：

3、(1)將硝酸鹽、磷調(diào)控劑和水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，得到浸漬液；

4、(2)將氧化鋁載體在所述浸漬液中進(jìn)行浸漬；

5、(3)將經(jīng)過步驟(2)浸漬后的氧化鋁載體進(jìn)行干燥、煅燒，得到所述磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑。

6、本發(fā)明中，通過選用具有豐富價電子和高電負(fù)性的磷元素來調(diào)控晶體中的氧空位結(jié)構(gòu)來改善催化性能，同時磷調(diào)控劑的引入促進(jìn)氧化鋁載體與活性金屬納米顆粒之間形成電子金屬-載體相互作用(emsi)，來穩(wěn)定活性金屬，以獲得高穩(wěn)定、長壽命的臭氧催化劑。

7、本發(fā)明中，本發(fā)明的催化劑包括載體、活性金屬和磷調(diào)控劑。

8、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述硝酸鹽為硝酸鎂、硝酸錳、硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅、硝酸鋅和硝酸鈰中的至少一種。

9、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述磷調(diào)控劑為植酸溶液、磷酸三甲脂和三聚磷酸鈉中的至少一種。

10、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述浸漬液中，硝酸鹽的濃度為0.1-1mol/l，優(yōu)選為0.3-0.5mol/l；

11、磷調(diào)控劑的有效成分的濃度優(yōu)選為0.1-0.5mol/l。

12、本發(fā)明中，磷調(diào)控劑的有效成分是指：如果所用的磷調(diào)控劑為溶液，則溶質(zhì)為磷調(diào)控劑的有效成分；如果所用的磷調(diào)控劑為非溶液，則磷調(diào)控劑本身即為磷調(diào)控劑的有效成分。例如所用的磷調(diào)控劑為植酸溶液，則磷調(diào)控劑的有效成分為植酸；所用的磷調(diào)控劑為磷酸三甲脂，則磷調(diào)控劑的有效成分為磷酸三甲脂；所用的磷調(diào)控劑為三聚磷酸鈉，則磷調(diào)控劑的有效成分為三聚磷酸鈉。

13、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(2)中，所述氧化鋁載體為經(jīng)過水洗、干燥處理后的氧化鋁載體；

14、優(yōu)選地，所述氧化鋁載體的粒徑為3-5mm；干燥處理后的氧化鋁載體的吸水率為70-75％。

15、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(2)中，所述氧化鋁載體為γ-al2o3載體。

16、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(2)中，所述氧化鋁載體和所述浸漬液的料液比為：(100-500)：146g/ml。

17、本發(fā)明中，優(yōu)選地，步驟(2)中，浸漬時間為6-12h，浸漬期間每隔30min翻動一次。

18、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(3)中，所述干燥為：任選的首先在20-30℃下干燥8-12h；然后在60-120℃下干燥4-6h。

19、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟(3)中，所述煅燒的溫度為400-800℃，時間為4-8h，升溫速率為2-20℃/min。

20、本發(fā)明的另一方面提供上述制備方法制備的磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑。

21、本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果：利用本發(fā)明的制備方法制備的磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑，具有高的催化活性和穩(wěn)定性。

22、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑的制備方法，其特征在于，該制備方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述硝酸鹽為硝酸鎂、硝酸錳、硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅、硝酸鋅和硝酸鈰中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述磷調(diào)控劑為植酸溶液、磷酸三甲脂和三聚磷酸鈉中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述浸漬液中，硝酸鹽的濃度為0.1-1mol/l，優(yōu)選為0.3-0.5mol/l；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(2)中，所述氧化鋁載體為經(jīng)過水洗、干燥處理后的氧化鋁載體；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(2)中，所述氧化鋁載體為γ-al2o3載體。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(2)中，所述氧化鋁載體和所述浸漬液的料液比為：(100-500)：146g/ml。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(3)中，所述干燥為：任選的首先在20-30℃下干燥8-12h；然后在60-120℃下干燥4-6h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟(3)中，所述煅燒的溫度為400-800℃，時間為4-8h，升溫速率為2-20℃/min。

10.權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備的磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑及其制備方法，該制備方法包括：(1)將硝酸鹽、磷調(diào)控劑和水?dāng)嚢杌旌暇鶆?，得到浸漬液；(2)將氧化鋁載體在浸漬液中進(jìn)行浸漬；(3)將經(jīng)過步驟(2)浸漬后的氧化鋁載體進(jìn)行干燥、煅燒，得到磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑。利用本發(fā)明的制備方法制備的磷調(diào)控氧化鋁基臭氧催化劑，具有高的催化活性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：祝凱,齊奇,曹輝,楊輝,王彥龍,張志強(qiáng),馬林,劉通,郭策,顧超群
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京云創(chuàng)天地環(huán)保技術(shù)服務(wù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10