本發(fā)明涉及化工技術領域的一種催化劑，尤其涉及一種處理有機廢氣的催化劑及其制備方法。
背景技術：
有機廢氣一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有機溶劑、處理難度大的特點。目前有機廢氣處理普遍采用的是有機廢氣活性炭吸附處理法、催化燃燒法、催化氧化法、酸堿中和法、等離子法等。吸附法常用多孔碳材料、蜂窩狀活性炭、球狀活性炭、活性炭纖維及分子篩、沸石、多孔粘土礦石、活性氧化鋁、硅膠等作為吸附劑，此種方法比較簡單，但吸附劑需要定期更換。用催化技術將有機物分解為無害無味物質(zhì)的傳統(tǒng)的催化分解需要在一定溫度下完成，一般在200℃以上，運行費用較高。等離子是以高壓放電為主，產(chǎn)生放電打火，易發(fā)生等離子體爆炸，上述處理方法不穩(wěn)定，成本高。
利用臭氧催化氧化產(chǎn)生羥基自由基的氧化技術是一種高效低耗的高級氧化技術。國內(nèi)利用臭氧殺菌、除臭、去除cod和除油的研究已有幾十年的歷史，多數(shù)臭氧催化氧化技術研究是實驗室的小試研究，生產(chǎn)性實驗數(shù)據(jù)還不夠系統(tǒng)。一方面，臭氧與有機物的反應具有較強的選擇性，較易進攻具有雙鍵的有機物，其反應速率常數(shù)在100-103m-1.s-1，臭氧與某些小分子有機酸，如草酸、乙酸等的反應速率常數(shù)更低，而臭氧催化氧化產(chǎn)物羥基自由基與有機物的反應則沒有選擇性，其反應速度常數(shù)也要大得多，一般在108-1010m-1.s-1之間，反應非常迅速。另外，目前實驗室小試研制的催化劑很多都是粉末態(tài)甚至是納米形態(tài)的，且活性組分容易脫落而降低催化劑的使用壽命。因此，采用臭氧氧化處理有機廢氣的生產(chǎn)成本高，并且臭氧氧化具有選擇性，不是對每種有機物的氧化有效。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可用于催化臭氧氧化處理有機廢氣中的微量有機物、提高臭氧的利用率、大幅降低有機廢氣處理成本、制備過程簡單，操作方便的用于處理有機廢氣的催化劑及其制備方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：
它包括金屬氧化物、金屬、含碳粉末及陶土，以質(zhì)量百分比表示，所述金屬氧化物含量為0-40％，所述金屬含量為0-40％，所述含碳粉末含量為0-10％，其余為陶土。
作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：
所述金屬氧化物采用氧化鐵0-40％、二氧化錳0-40％、氧化鎘0-20％、氧化鉻0-30％、氧化鋅0-25％、三氧化二鋁0-40％、氧化鎳0-15％、二氧化硅0-40％、二氧化鈦0-40％、氧化銅0-15％中的任意一種或一種以上的組合。
所述氧化鐵、二氧化錳、氧化鎘、氧化鉻、氧化鋅、三氧化二鋁、氧化鎳、二氧化硅、二氧化鈦、氧化銅中至少有一種含量不為0。
所述金屬采用銅0-10％、鐵0-20％、鋅0-15％、錳0-20％中的任意一種或一種以上的組合。
所述銅、鐵、鋅、錳金屬中至少有一種含量不為0。
本發(fā)明還公開了上述催化劑的制備方法：它采用燒結法制備，制備時將選定的金屬氧化物、金屬粉與含碳粉末、陶土進行混料，混合均勻后再經(jīng)粉磨、造粒、干燥、焙燒、篩分形成高強度的催化劑。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
可用于催化臭氧氧化處理有機廢氣中的微量有機物，提高臭氧的利用率，大幅降低有機廢氣處理成本，使用本發(fā)明之催化劑催化臭氧處理的有機廢氣可確保滿足國家排放標準的要求，制備過程簡單，操作方便。
具體實施方式
以下將結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1，本發(fā)明包括如下組分和質(zhì)量比的原料：二氧化錳40kg、三氧化二鋁100kg、氧化鋅50kg、二氧化鈦50kg、氧化銅20kg、鐵10kg、含碳粉末50kg、陶土680kg。
本發(fā)明制備方法為：先將陶土、含碳粉末、二氧化錳、氧化鋅、三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化銅、鐵粉分別磨細到200目；磨好的原料混勻后投入造粒機內(nèi)，造粒到4～6mm，得改性陶粒，通風干燥；經(jīng)通風干燥處理好的改性陶粒毛坯在焙燒爐內(nèi)焙燒20分鐘,溫度900℃,再經(jīng)篩分、沖洗制得成品催化劑。
本實施例制得之有機廢氣處理催化劑，用于臭氧催化法處理某一含二甲胺的有機廢氣，催化劑的裝填高度為設備本體高度的60％，二甲胺廢氣分解為氮氣、二氧化碳、水，廢氣中有機物去除效果明顯，通過調(diào)節(jié)臭氧量，去除氣體臭味，完全滿足國家排放標準的要求。
實施例2，本發(fā)明包括如下組分和質(zhì)量比的原料：二氧化錳100kg、三氧化二鋁50kg、氧化鉻50kg、氧化鋅40kg、銅粉20kg、含碳粉末50kg、陶土690kg。
本發(fā)明制備方法為：先將陶土、含碳粉末、二氧化錳、三氧化二鋁、氧化鉻、氧化鋅、銅粉分別磨細到325目；磨好的原料混勻后投入造粒機內(nèi)，造粒到3～5mm，得改性陶粒，通風干燥；經(jīng)通風干燥處理好的改性陶粒毛坯在焙燒爐內(nèi)焙燒25分鐘,溫度800℃,再經(jīng)篩分、沖洗制得成品催化劑。
本實施例制得之有機廢氣處理催化劑，用于臭氧催化法處理含苯酚、硝基苯的有機廢氣，催化劑的裝填高度為設備本體高度的60％，廢氣中有機物去除效果明顯，通過調(diào)節(jié)臭氧量，有機物去除率達95％，滿足國家排放標準要求。
實施例3，本發(fā)明包括如下組分和質(zhì)量比的原料：三氧化二鋁100kg、氧化鐵50kg、二氧化硅50kg、氧化鎳70kg、含碳粉末60kg、鋅粉10kg、陶土660kg。
本發(fā)明制備方法為：先將陶土、含碳粉末、氧化鐵、二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鎳、鋅粉分別磨細到150目；磨好的原料混勻后投入造粒機內(nèi)，造粒到3～5mm，得改性陶粒，通風干燥；經(jīng)通風干燥處理好的改性陶粒毛坯在焙燒爐內(nèi)焙燒15分鐘,溫度1000℃,再經(jīng)篩分、沖洗制得成品催化劑。
本實施例制得之有機廢氣處理催化劑，用于臭氧催化法處理含甲苯、二甲苯、苯酚的有機廢氣，催化劑的裝填高度為設備本體高度的60％，廢氣中有機物的去除效果明顯，通過調(diào)節(jié)臭氧量，有機物的去除率達85％，處理后的氣體無刺激臭味，滿足國家排放標準的要求。
實施例4，本發(fā)明包括如下組分和質(zhì)量比的原料：三氧化二鋁100kg、氧化鎳50kg、二氧化鈦50kg、氧化銅30kg、錳粉20kg、含碳粉末50kg、陶土700kg。
本發(fā)明制備方法為：先將陶土、含碳粉末、三氧化二鋁、氧化鎳、氧化銅、二氧化鈦、錳粉分別磨細到200目；磨好的原料混勻后投入造粒機內(nèi)，造粒到3mm，得改性陶粒，通風干燥；經(jīng)通風干燥處理好的改性陶粒毛坯在焙燒爐內(nèi)焙燒20分鐘，溫度900℃,再經(jīng)篩分、沖洗制得成品催化劑。
本實施例制得之有機廢氣處理催化劑，用于臭氧催化法處理含甲醛的有機廢氣，催化劑的裝填高度為設備本體高度的60％，廢氣中有機物的去除效果明顯，通過調(diào)節(jié)臭氧量，進氣甲醛含量為40mg/m3，處理后的氣體無刺激臭味，達到國家排放標準的要求。
實施例5，本發(fā)明包括如下組分和質(zhì)量比的原料：三氧化二鋁100kg、氧化鋅80kg、氧化銅50kg、錳粉40kg、含碳粉末60kg、陶土670kg。
本發(fā)明制備方法為：先將陶土、含碳粉末、三氧化二鋁、氧化鋅、氧化銅、錳粉分別磨細到250目；磨好的原料混勻后投入造粒機內(nèi)，造粒到5mm，得改性陶粒，通風干燥；經(jīng)通風干燥處理好的改性陶粒毛坯在焙燒爐內(nèi)焙燒15分鐘,溫度1000℃,再經(jīng)篩分、沖洗制得成品催化劑。
本實施例制得之有機廢氣處理催化劑，用于臭氧催化法處理含甲醛、苯酚的有機廢氣，催化劑的裝填高度為設備本體高度的60％，廢水中有機物的去除效果明顯，通過調(diào)節(jié)臭氧量，處理后的氣體無刺激臭味，達到國家排放標準的要求。
實施例6，本發(fā)明包括如下組分和質(zhì)量比的原料：二氧化錳50kg、三氧化二鋁20kg、氧化鎘105kg、二氧化鈦115kg、氧化鉻120kg、鋅粉20kg、含碳粉末80kg、陶土490kg。
本發(fā)明制備方法為：先將陶土、含碳粉末、二氧化錳、氧化鎘、三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化鉻、鋅粉分別磨細到300目；磨好的原料混勻后投入造粒機內(nèi)，造粒到6mm，得改性陶粒，通風干燥；經(jīng)通風干燥處理好的改性陶粒毛坯在焙燒爐內(nèi)焙燒10分鐘,溫度1100℃,再經(jīng)篩分、沖洗制得成品催化劑。
本實施例制得之有機廢氣處理催化劑，用于臭氧催化法處理含甲醛的有機廢氣，催化劑的裝填高度為設備本體高度的60％，廢水中有機物的去除效果明顯，通過調(diào)節(jié)臭氧量，處理后的氣體無刺激臭味。
實施例7，本發(fā)明包括如下組分和質(zhì)量比的原料：二氧化錳80kg、二氧化硅110kg、三氧化二鋁30kg、二氧化鈦60kg、氧化銅80kg、鐵粉40kg、含碳粉末30kg、陶土570kg。
本發(fā)明制備方法為：先將陶土、含碳粉末、二氧化硅、三氧化二鋁、氧化銅、二氧化鈦、二氧化錳分別磨細到125目；磨好的原料混勻后投入造粒機內(nèi)，造粒到4mm，得改性陶粒，通風干燥；經(jīng)通風干燥處理好的改性陶粒毛坯在焙燒爐內(nèi)焙燒25分鐘,溫度800℃,再經(jīng)篩分、沖洗制得成品催化劑。
本實施例制得之有機廢氣處理催化劑，用于臭氧催化法處理某一含甲苯的有機廢氣，催化劑的裝填高度為設備本體高度的60％，廢氣中二甲苯的去除效果明顯，通過調(diào)節(jié)臭氧量，進氣體二甲苯為35mg/m3，處理后的氣體無刺激臭味。
上述只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。