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一种适用于 煤化工高盐废 水的改性臭 氧催化剂的制备方法

阅读：344发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，克服了现有技术中臭氧催化剂去除高盐废水中COD的效率不高的缺点，同时为了适应不同的生产工艺和应用环境，提供了一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，该方法是基于焙烧成型的臭氧催化剂的制备方法，包括如下步骤：将焙烧成型的臭氧催化剂浸渍于非极性试剂中12-24h，之后过滤；将过滤得到的臭氧催化剂干燥、焙烧，得到改性臭氧催化剂。本发明的改性臭氧催化剂的表面“负载有非极性试剂”，在臭氧氧化实验中，能够“专一”地“吸引”杂环化合物至催化剂表面与羟基自由基发生氧化反应，尤其适用于去除水质复杂浑浊的废水的COD。，下面是一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，该方法是基于焙烧成型的臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A、将焙烧成型的臭氧催化剂浸渍于非极性试剂中12-24h，之后过滤；
步骤B、将步骤A中过滤得到的臭氧催化剂干燥、焙烧，得到改性臭氧催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤A中焙烧成型的臭氧催化剂与非极性试剂的浸渍温度为20-70℃。
3.根据权利要求1所述的一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤A中焙烧成型的臭氧催化剂与非极性试剂的体积比为1:1 1:10。
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4.根据权利要求1所述的一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤A中的非极性试剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、丙酮、三丁胺、三辛胺、苯、石油醚、环己烷中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤B中洗涤后的臭氧催化剂的干燥温度为50-100℃，干燥时间为10-
30h。
6.根据权利要求1所述的一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤B中干燥后的臭氧催化剂的焙烧条件为：马弗炉采用程序升温至
500-600℃，升温速率为2.5-5.5℃/min，焙烧时间为3-6h。
7.根据权利要求1所述的一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述的焙烧成型的臭氧催化剂的原料包括：臭氧催化剂载体和活性组分溶液；
臭氧催化剂载体为氧化铝、活性炭和陶粒中的一种；活性组分溶液为含有锰、铁、钴、镍、镁、锌、铜等任意一种或几种离子的溶液。
8.根据权利要求7所述的一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述的焙烧成型的臭氧催化剂的制备方法为混合法、浸渍法和共沉淀法中的一种。

说明书全文

一种适用于煤化工高盐废 水的改性臭 氧催化剂的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及改性臭氧催化剂的制备领域，尤其涉及一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法。

背景技术

[0002] 现代煤化工是实现煤炭清洁高效利用的重要途径，但煤化工企业多处于多煤少水的西北地区，当地生态脆弱，环境承载力差，没有纳污水体，废水必须实现“零排放”。高浓盐水的处理是制约废水“零排放”的瓶颈问题。高浓盐水主要来源于反渗透装置和热浓缩装置产生的浓水，总溶解固体(TDS)含量达到10g/L以上，COD一般在300～500mg/L或者更高，由于COD含量高，高浓盐水结晶得到的再生盐被当做危废处理而无法资源化利用，因此迫切需要开发高浓盐水催化氧化高效脱除COD关键技术；但高盐水中COD组成多为难降解的杂环类化合物。因此有效降低废水中COD的关键在于高效氧化去除水中杂环类化合物。

[0003] 根据目前臭氧催化氧化技术的运行情况，臭氧催化剂对于煤化工高盐废水中有机物去除效果不佳，COD甚至低于30％。分析原因主要为：由于高盐废水成分复杂，浊度、悬浮物等含量高，堵塞了杂环化合物进入臭氧催化剂孔道的“路径”，影响到高盐废水中杂环化合物与臭氧催化剂表面的羟基自由基的接触几率和接触时间，从而影响到羟基自由基去除COD的效率。

[0004] 专利CN 106732792B提出一种处理煤化工高盐废水用催化剂及其制备方法，对焙烧后的催化剂进行疏水改性，目的是减少高盐水中盐离子占据活性位点，阻止盐离子接触催化剂孔道来间接提高臭氧催化剂对COD的去除率。专利CN106881090B提出一种臭氧催化氧化催化剂改性方法，将焙烧后的催化剂浸渍于羟基化试剂中，目的是提高羟基自由基的数量，进而提高臭氧催化剂对COD的去除效率。

[0005] 为了提高臭氧催化剂去除高盐废水中COD的效率，本发明提出了一种新的解决方案，以适应不同的生产工艺和应用环境。

发明内容

[0006] 本发明克服了现有技术中臭氧催化剂去除高盐废水中COD的效率不高的缺点，同时为了适应不同的生产工艺和应用环境，提供了一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法。

[0007] 实现本发明目的采用的技术方案是：一种适用于煤化工高盐废水的改性臭氧催化剂的制备方法，基于焙烧成型的臭氧催化剂获得，包括如下步骤：步骤A、将焙烧成型的臭氧催化剂浸渍于非极性试剂中12-24h，之后过滤；步骤B、将步骤A中过滤得到的臭氧催化剂干燥、焙烧，得到改性臭氧催化剂。

[0008] 进一步的，所述的步骤A中焙烧成型的臭氧催化剂与非极性试剂的浸渍温度为20-70℃。

[0009] 进一步的，所述的步骤A中焙烧成型的臭氧催化剂与非极性试剂的体积比为1:1～1:10。

[0010] 进一步的，所述的步骤A中非极性试剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、丙酮、三丁胺、三辛胺、苯、石油醚、环己烷中的任意一种。

[0011] 进一步的，所述的步骤B中洗涤后的臭氧催化剂的干燥温度为50-100℃，干燥时间为10-30h。

[0012] 进一步的，所述的步骤B中干燥后的臭氧催化剂的焙烧条件为：马弗炉采用程序升温，升温速率为2.5-5.5℃/min，至500-600℃，焙烧时间为3-6h。

[0013] 进一步的，所述的焙烧成型的臭氧催化剂的原料包括：臭氧催化剂载体和活性组分溶液；臭氧催化剂载体为氧化铝、活性炭和陶粒中的一种；活性组分溶液为含有锰、铁、钴、镍、镁、锌、铜等任意一种或几种离子的溶液。

[0014] 进一步的，所述的焙烧成型的臭氧催化剂的制备方法为混合法、浸渍法和共沉淀法中的一种。

[0015] 本发明的有益效果是：(1)本发明的制备方法得到的改性臭氧催化剂的表面“负载有非极性试剂”，在臭氧催化实验中，能够“专一”地“吸引”杂环化合物至催化剂表面与羟基自由基发生氧化反应，避免了未改性催化剂表面附着大量除杂环化合物之外的杂质，如盐离子等，导致杂环化合物无法与催化剂表面直接接触，进而无法有效的与羟基自由基直接接触发生氧化反应的现象。

[0016] (2)在臭氧氧化实验中，本发明制备的改性臭氧催化剂为废水中的杂环化合物进入催化剂孔道开通了“绿色通道”，实现了杂环化合物与催化剂的“零距离”接触，使得废水中其它杂质种类及含量无法直接影响到臭氧催化剂的催化性能，因此本发明制备的臭氧催化剂特别适用于水质复杂浑浊的废水。

[0017] 下面通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

具体实施方式

[0018] 分别以陶土和三氧化铝为载体，采用混合-焙烧工艺制备臭氧催化剂，得到样品1和样品2。

[0019] 样品1

[0020] 制备步骤为：以陶土为载体，硝酸锰为活性组分前驱体，把硝酸锰、陶土、聚乙二醇及铝溶胶粘合剂按照质量比为20:70:5:5混合，加入到成球机中，制得3-6mm的催化剂成型球体，然后置于马弗炉内在550℃焙烧4h得到目标催化剂。

[0021] 样品2

[0022] 制备步骤为：以三氧化铝为载体，硝酸锰为活性组分前驱体，载体与活性组分按照体积比为1:1进行浸渍，硝酸锰负载量为10％，浸渍时间为12h，然后置于烘箱内在100℃干燥10h，最后置于马弗炉内在550℃焙烧4h得到目标催化剂。

[0023] 分别以二氯甲烷和三辛胺为改性试剂，通过本发明的制备方法对样品1进行改性，得到对比样品1和对比样品2。

[0024] 对比样品1

[0025] 制备步骤为：将样品1与二氯甲烷溶液按照体积比1:2.5浸渍12h，过滤后置于烘箱内在50～80℃干燥24h，最后置于马弗炉内在550℃焙烧4h得到改性臭氧催化剂。

[0026] 对比样品2

[0027] 制备步骤为：将样品1与三辛胺溶液按照体积比1:3浸渍12h，过滤后置于烘箱内在50～80℃干燥24h，最后置于马弗炉内在550℃焙烧4h得到改性臭氧催化剂。

[0028] 分别以二氯甲烷和四氯化碳为改性试剂，通过本发明的改性臭氧催化剂的制备方法对样品2进行改性，得到对比样品3和对比样品4。

[0029] 对比样品3

[0030] 制备步骤为：将对比样品2与二氯甲烷溶液按照体积比1:2.5浸渍12h，过滤后置于烘箱内在50～80℃干燥24h，最后置于马弗炉内在550℃焙烧4h得到改性臭氧催化剂。

[0031] 对比样品4

[0032] 制备步骤为：将对比样品2与四氯化碳溶液按照体积比1:5浸渍12h，过滤后置于烘箱内在50～80℃干燥24h，最后置于马弗炉内在550℃焙烧4h得到改性臭氧催化剂。

[0033] 将以上制得的样品通过以下实验进行催化效果评价：采用实验室臭氧氧化反应柱处理TDS为60000mg/L，COD为850mg/L的煤化工高盐废水，实验条件为：臭氧浓度为100mg/L，臭氧投加量350mg/L，反应时间2h，随后取样检测COD。

[0034]

[0035] 分析以上表格：样品1、对比样品1和对比样品2对COD去除率分别为：32％、39.1％和40％；样品2、对比样品3和对比样品4对COD去除率分别为38％、47.5％和48％，对比发现：用非极性试剂浸渍得到的改性臭氧催化剂对COD的去除率均高于未改性的臭氧催化剂。

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