技术领域
[0001] 本
发明属于催化剂技术领域，涉及一种催化剂的制备方法，特别涉及一种用于煤化工废
水处理的催化剂制备方法。
背景技术
[0002] 目前世界上在运行的煤化工产业主要分布在中国、美国、南非，我国北部地区煤炭资源非常丰富，煤化工厂也基本建立在这些地区。煤化工废水有很多种来源，比如在煤焦化、煤
液化、煤
气化等工艺过程产生的大量的废水。煤化工废水中COD含量很高，成分复杂，含有大量的
苯酚、硫化物和喹啉等危害性巨大的污染物，毒性巨大，不易降解这些废水对环境的污染程度很大，严重地破坏了生态环境的稳定。
[0003] 目前已经在使用的污水深度处理方法有膜分离法、
生物化学法(包括曝气
生物滤池、
膜生物反应器)以及高级
氧化法。膜分离法的缺点在于对进水指标要求比较高、同时只是对有机物进行富集，并未进行处理，产生的浓水处理更为困难；而生物化学法只对处理小分子有机物比较有效，目前曝气生物滤池和膜反应器技术只是和其他深度处理技术联合使用，单独使用曝气生物滤池和膜反应器技术很难起到降解大分子有机物的目的。
[0004] 臭氧氧化方法作为一种高效的高级氧化技术，因其强氧化性和消毒能
力，在给水处理中有着广泛的应用。但是，由于臭氧
水溶性差，利用率低，对污染物具有选择性等缺点，影响其进一步的工业推广和应用。催化臭氧氧化技术利用各种催化剂，促进臭氧分子的分解，以产生更多氧化性极强的羟基自由基等活性中间体来强化臭氧氧化能力。该技术可以在常温常压下将那些难以用臭氧单独降解的有机物氧化，在难
生物降解废水的处理中显示出了极大的优越性。但目前存在的问题是用于臭氧催化氧化的催化剂的催化效果不理想，具体体现在活性组分不易负载、制备过程中活性组分易团聚，催化剂活性位点比较少，催化活性比较低，因此臭氧的利用率低，导致运行成本比较高，所以开发高效的臭氧催化氧化催化剂是非常有必要的。
发明内容
[0005] 为了解决背景技术中出现的技术问题，本发明提供的一种用于处理煤化工废水的催化剂及其制备方法，可以提供一种用于处理煤化工废水的复合催化剂以及其制备方法，并利用该复合催化剂，辅助紫外光照射低温处理煤化工废水的方法，催化剂
稳定性好、催化剂利用率高，运行成本较低。
[0006] 本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种用于煤化工废水处理的催化剂制备方法，其特征在于：催化剂的制备方法按照以下步骤进行：
[0008] 步骤一、以空心陶瓷球或
硅灰石作为载体，
[0009] 步骤二、将步骤一所述的载体加入
硝酸铁、硝酸
铜、硝酸镍或硝酸锰水溶液中的两种以及多种
混合液，以及含有Pt、Ag、Pd的氯化物溶液中，加热50～70℃，调节pH在9～10
碱性范围内，搅拌反应3～5小时，冷却至室温，过滤、洗涤、干燥；
[0010] 步骤三、将步骤二得到的沉淀物；氮气氛围中400-500℃条件下灼烧3～4h，得到高效污水深度处理催化剂。
[0011] 进一步的，上述载体的直径在3～5mm。
[0012] 进一步的，上述步骤二中的金属硝酸盐溶液的浓度为0.2～1mol/L，Pt、Ag、Pd的氯化物0.2～1mol/L。
[0013] 进一步的，上述步骤三中的灼烧在
马弗炉进行。
[0014] 进一步的，将制备的催化剂加入废水中，辅助紫外线照射，搅拌。
[0015] 进一步的，上述催化剂的加入量为35～60mg。
[0016] 本发明的有益效果为：
[0017] 1、本发明制备的催化剂是以多种金属为主要活性组分、表面具有疏水性性质的催化剂，能有效防止废水中的阴离子
吸附，提高催化剂的活性以及COD的去除效率；
[0018] 2、本发明中催化剂经过
造粒、灼烧、高温
烧结，使得金属能均匀分布在载体上，附着强度高，催化剂稳定性好。
[0019] 3、采用本发明制备的催化剂对煤化工废水处理效果极佳，并且经济、高效、占地面积小、工艺简单易操作，对环境没有二次污染等诸多优势，具有极大的工业化推广价值，对煤化工行业严峻的水污染问题具有极大地缓解作用，有助于我国环境难题和
能源危机的改善。
具体实施方式
[0020] 现结合
实施例对本发明的具体实施做进一步的详细说明。
[0021] 本发明提供的催化剂的制备方法按照以下步骤进行：步骤一、以空心陶瓷球或硅灰石作为载体，载体的直径在3～5mm；步骤二、将步骤一所述的载体加入硝酸铁、硝酸铜、硝酸镍或硝酸锰水溶液中的两种以及多种混合液，金属硝酸盐溶液的浓度为0.2～1mol/L，含有Pt、Ag、Pd的氯化物溶液中，Pt、Ag、Pd的氯化物0.2～1mol/L，加热50～70℃，调节pH在9～10碱性范围内，搅拌反应3～5小时，冷却至室温，过滤、洗涤、干燥；步骤三、将步骤二得到的沉淀物；氮气氛围中400～500℃条件下在马弗炉灼烧3～4h，得到高效污水深度处理催化剂。
[0022] 本发明制备的催化剂加入废水中，辅助紫外线照射，紫外线的
波长在185～365nm之间，搅拌速率在100～200ml/min，反应时间为30～60min，反应pH在4～10之间，催化剂的加入量为35～60mg。
[0023] 实施例1
[0024] 向300g硅灰石载体中加入300mL浓硝酸，65℃条件下加热4h，过滤，洗涤至中性，干燥后备用。在氮气条件下，加热到400℃，保持4h，冷却至室温，根据元素分析法，得到氮的
质量分数为3％的氮硅灰石载体。
[0025] 实施例2
[0026] 与实施例1不同的是将载体为空心陶瓷球，其他结构不变制备的氮的质量分数为3％的氮硅灰石载体。
[0027] 实施例3
[0028] 以实施例1制备的氮含量为3％的氮硅灰石载体、Fe2O3、CuO为活性组分、Ru2O3为助剂的催化剂的制备过程如下：分别配置浓度均为0.5mol/L Fe(NO3)3、Cu(NO3)2水溶液、RuCl3水溶液，分别取配置好的0.5mol/L的Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、RuCl3水溶液1300mL、373ml、175ml混合均匀，即混合液中分别包含0.65mol，0.1865mol和0.0875mol的Fe离子、Cu离子和Ru离子；取274g氮含量为3wt％的载体分散在100g水中，然后将混合均匀的三种金属盐水溶液滴加到
浆液中，70℃下搅拌1h，然后加入碱性溶液调节pH值至9.45。恒定
温度下，继续搅拌4h，过滤，洗涤，得到固体前驱物，冷却至室温，过滤、洗涤、
真空干燥；氮气氛围中450℃条件下灼烧3h，得到催化剂。然后加入
高岭土、羧甲基
纤维素钠，催化剂前驱物：高岭土：羧甲基
纤维素钠的质量比为1：0.48：0.093，挤条成型、450℃氮气氛围中
焙烧，得到高效催化剂。
[0029] 实施例4
[0030] 以实施例2制备的氮含量为3％的氮硅灰石载体、MnO2和NiO为活性组分、Ru2O3为助剂的催化剂的制备过程如下：分别配置浓度均为Mn(NO3)4、Ni(NO3)2水溶液、RuCl3水溶液，分别取配置好的0.5mol/L的Mn(NO3)4、Ni(NO3)2、RuCl3水溶液213ml、302ml、175ml混合均匀，即混合液中分别包含0.165mol，0.151mol和0.0875mol的Mn离子、Ni离子和Ru离子；取274g氮含量为3wt％的载体分散在100g水中，然后将混合均匀的四种金属盐水溶液滴加到浆液中，70℃下搅拌1h，然后加入碱性溶液调节pH值至9.6。恒定温度下，继续搅拌4h，过滤，洗涤，得到固体前驱物，冷却至室温，过滤、洗涤、真空干燥；氮气氛围中450℃条件下灼烧3h，得到催化剂前驱体。然后加入高岭土、
羧甲基纤维素钠，催化剂前驱物：高岭土：羧甲基纤维素钠的质量比为1：0.48：0.093，挤条成型、450℃氮气氛围中焙烧，得到高效污水催化剂。
[0031] 实施例5
[0032] 在规格相同、有效体积为1m3的氧化反应器内分别装填等量的相同直径和高度的柱状的自制某商业化催化剂，实施例2、实施例3制备的催化剂。在相同的工艺条件下对某焦化厂含COD为600mg/L的废水进行处理，工艺条件为：催化剂投加量为50mg/L，
停留时间为30min，用速率为200ml/min进行搅拌，用254nm紫外光照射30min，调节溶液pH为6，设置实验反应温度为50℃，所得的实验结果如表1所示。
[0033] 表1本发明制备的催化剂与商业催化剂处理实验数据对照表
[0034]催化剂 进水COD mg/L 出水COD mg/L 去除率
商业催化剂 592 239 59.63％
实施例3制备的催化剂 604 92 84.77％
实施例4制备的催化剂 598 95 84.11％
[0035] 从表中数据看出，在同等条件下，商业催化剂处理废水中的COD的效果不是很理想，使用本发明制备的催化剂处理废水，COD去除效果大大提高，COD去除率能达到80％以上，可以有效的将煤化工废水中的COD去除，催化剂的稳定性较好，不会引入二次污染，处理后的废水达到国家排放标准，可以直接排放。
