本發(fā)明涉及有機污水的處理領(lǐng)域，具體的說，涉及一種有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、高級氧化法作為處理有機污染物的一種高效新方法，這一技術(shù)主要通過化學(xué)手段使體系中產(chǎn)生具有強氧化性的自由基及其他活性氧物種來降解有機物，最終達(dá)到去除污染物的目的，并得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的芬頓法，過硫酸鈉法由于污泥產(chǎn)生量大，藥劑成本高，在實際使用中受到了較大的限制。而臭氧多相催化法，由于催化活性高，壽命長、無污泥產(chǎn)生，得到了廣泛的應(yīng)用。臭氧進(jìn)攻有機物主要有兩種機理：一是臭氧分子直接氧化；二是臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基間接氧化。其中羥基自由基氧化性更強，如何選擇性提高臭氧催化分解產(chǎn)生羥基自由基的效率，提高選擇性，減短分解時間，有著重要意義，其中高效催化劑是核心技術(shù)。目前新型多相催化劑已經(jīng)得到較多的研發(fā)，形成了包括貴金屬體系、金屬酸體系、分子篩體系等。

2、申請?zhí)枮?01710668026.7的專利文獻(xiàn)中公布了一種基于γ-氧化鋁球載體的臭氧氧化催化劑及其制備方法，優(yōu)點是采用浸漬法制備步驟簡單，價格比目前市場上主流廠家的催化劑平均價格低達(dá)50％以上，節(jié)約成本。然而缺點是負(fù)載金屬只有一種，單組分催化劑催化效果較差，對cod的去除率較低；且采用的負(fù)載方式為等體積浸漬，不能保證足夠的催化劑負(fù)載量。

3、申請?zhí)枮?01210475655.5的專利文獻(xiàn)中公布了一種負(fù)載型雙組分金屬氧化物臭氧催化氧化催化劑的制備方法，其優(yōu)點在于將γ-al2o3微球用鹽酸浸泡進(jìn)行活化處理，改變載體的空隙結(jié)構(gòu)從而加大負(fù)載量；負(fù)載物為兩種金屬，雙組分催化劑提高了對cod的去除率，催化效果更好。然而缺點是金屬氧化物前驅(qū)液為兩種金屬混合液，兩種金屬負(fù)載量和摩爾比不能嚴(yán)格控制，影響催化劑催化效果。

4、申請?zhí)枮?01510639519.9的專利文獻(xiàn)中公布了一種難生化廢水用臭氧催化劑及其制備方法，優(yōu)點是臭氧催化劑的制備方法中，分別對催化劑載體、催化劑前體進(jìn)行改性，使活性組分達(dá)到均勻分散負(fù)載的目的，從而對于低濃度的難生化廢水具更高的去除率。然而缺點在于制備過程復(fù)雜，步驟繁瑣，采用au作為助劑，大大增加了制備成本，不適合廣泛推廣使用。

5、申請?zhí)枮?01510107275.x的專利文獻(xiàn)中公布了一種采用氧化鋁母球和催化混合物粘合的方式制備臭氧催化劑的制備方法，其優(yōu)點在于催化混合物的附著強度高，防止了活性組分的流失，保證了形成的臭氧催化劑使用時活性組分的有效利用，降低了催化劑的生產(chǎn)成本。但是缺點在于催化混合物僅燒結(jié)于氧化鋁母球外層，有效成分含量低，金屬催化物負(fù)載量不夠，且成品比表面積小，成球過程不能準(zhǔn)確保證催化劑顆粒的強度。

6、根據(jù)上述分析，需要開發(fā)可以提高臭氧利用率，實現(xiàn)更高的cod去除率，降低運行成本的高性能催化劑。因此開發(fā)能夠傾向產(chǎn)生羥基自由基、高效完成有機物的傳質(zhì)脫離過程、大比表面積，提高金屬活性點位利用率的高耐受性的新型催化劑體系對于新型污水處理工藝的開發(fā)有著重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑及其制備方法和應(yīng)用，該臭氧高級氧化處理的氧化鋁催化劑穩(wěn)定性高，催化活性高，對生物難降解有機污水有優(yōu)良的催化氧化效果，可以提高臭氧利用率，降低運行成本。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑，按照質(zhì)量比所述氧化鋁載體催化劑基本組成為：nio4-12％、mn?3-5％、si?3-6％、al2o377-90％；所述氧化鋁載體經(jīng)過改性劑鎳氧化物或者含錳系雜多酸進(jìn)行改性，其中所述改性處理采用濃度0.1-1.5mol/l硝酸鎳以及和含錳雜多酸的混合懸浮浸漬液進(jìn)行處理。

3、優(yōu)選地，所述氧化鋁載體改性處理采用浸漬與吸附連用法，沉淀劑采用尿素以及氨水，并調(diào)節(jié)ph至10-12，沉淀后使用純水洗凈。

4、優(yōu)選地，所述的改性劑是錳、鎳、硅和鋁的混合氧化物。

5、優(yōu)選地，所述氧化鋁載體為比表面積>25m2/g，晶相為α-a12o3。

6、優(yōu)選地，所述氧化鋁載體的側(cè)壓強度大于35kg/cm。

7、通過投射電鏡圖像觀察，本發(fā)明提供的有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑為納米棒型，負(fù)載的雜多酸顆粒分布均勻，并且與載體嵌合，可以提高催化劑穩(wěn)定性。

8、本發(fā)明第二方面提供一種有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑的制備方法，包括如下步驟：

9、1)高溫?zé)o機法制備強度高、比表面積大、孔結(jié)構(gòu)適宜的氧化鋁載體；

10、2)用模板法合成雜多酸體系；

11、3)步驟1)所得的氧化鋁載體經(jīng)過雜多酸體系沉淀浸漬以及表面改性制備催化劑。

12、優(yōu)選地，步驟1)所述氧化鋁載體合成過程中添加硅酸，制備不同需求的載體。

13、本發(fā)明第三方面提供本發(fā)明的有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑或本發(fā)明的有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑的制備方法制備得到的有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑在污水處理中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明的有益效果為：

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明獲得的有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑，主要通過新型雜多酸活性體系以及高比表面積氧化鋁載體來進(jìn)一步提高催化生成羥基自由基的性能，其中開發(fā)的高活性、穩(wěn)定性、耐候性的雜多酸體系與高比表面積的載體合成技術(shù)、負(fù)載技術(shù)相結(jié)合，得到的催化劑穩(wěn)定性高，催化活性高，對生物難降解有機污水有優(yōu)良的催化氧化效果，可以提高臭氧利用率，實現(xiàn)更高的cod去除效率，cod去除效率可達(dá)到70.6％，降低運行成本。

技術(shù)特征：

1.一種有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑，其特征在于，按照質(zhì)量比所述氧化鋁載體催化劑基本組成為：nio4-12％、mn3-5％、si3-6％、al2o377-90％；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述氧化鋁載體改性處理采用浸漬與吸附連用法，沉淀劑采用尿素以及氨水，并調(diào)節(jié)ph至10-12，沉淀后使用純水洗凈。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述的改性劑是錳、鎳、硅和鋁的混合氧化物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述氧化鋁載體為比表面積>25m2/g，晶相為α-a12o3。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述氧化鋁載體的側(cè)壓強度大于35kg/cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的制備方法，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述氧化鋁載體合成過程中添加硅酸，制備不同需求的載體。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述載體制備后使用濃度0.1-1.5mol/l硝酸鎳進(jìn)行浸漬，使用雜多酸進(jìn)行負(fù)載并加熱。

9.一種權(quán)利要求1-5任一項所述的臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑或權(quán)利要求6-8任一項所述的制備方法得到的臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑在有機污水處理的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種有機污水臭氧高級氧化處理的氧化鋁載體催化劑及其制備方法和應(yīng)用，涉及有機污水的處理領(lǐng)域，按照質(zhì)量比所述氧化鋁載體催化劑基本組成為：NiO4?12％、Mn3?5％、Si3?6％、Al2O377?90％；所述氧化鋁載體經(jīng)過改性劑鎳氧化物或者含錳系雜多酸進(jìn)行改性，其中所述改性處理采用濃度0.1?1.5mol/l硝酸鎳以及和含錳雜多酸的混合懸浮浸漬液進(jìn)行處理。該催化劑穩(wěn)定性高，催化活性高，對生物難降解有機污水有優(yōu)良的催化氧化效果，可以提高臭氧利用率，實現(xiàn)更高的COD去除效率，降低運行成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉澤邦,陳高翔,翁雪霏,楊文晶
受保護的技術(shù)使用者：蘇州云瞻科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30