一種非均相臭氧催化劑及其制備方法

一種非均相臭氧催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種非均相臭氧催化劑及其制備方法，本發明的一種非均相臭氧催化劑，其包括水渣微粉36.4%-52.4%，氧化鎂（MgO）9.1%-14.3%，六水氯化鎂（MgCl2·6H2O）18.2%-23.8%，發泡劑4.8%-9%以及催化活性混合物9.1%-19% 。 本發明的催化劑的制備方法簡單、工藝流程短、產品制作過程中最高溫度僅需40-60℃，其生產成本非常低廉。
【專利說明】一種非均相臭氧催化劑及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及催化劑【技術領域】，尤其是涉及一種非均相臭氧催化劑及其制備方法。

【背景技術】
[0002]目前，臭氧作為一種優良的強氧化劑，在水處理中可以氧化水中的各種雜質，以達到凈水的效果，且在凈水過程中具有不產生二次污染等優點而在水處理中得到廣泛應用。
[0003]人們最早利用臭氧的方式主要為用來消毒以及對水中的污染物直接進行氧化處理，而在后一種利用方式中發現，雖然臭氧氧化性能強，但是它對水中的污染物處理具有較強的選擇性，這種特性限制了臭氧氧化技術在處理難降解有機廢水中的推廣。鑒于此，有人將催化劑配制成一定濃度的溶液(即均相催化劑)，加入到廢水中，催化劑以離子的形式存在于廢水中，然后將臭氧通入廢水中進行催化氧化反應。此舉雖然能提高處理效果，但是均相催化劑在使用時存在催化劑難以回收、藥劑費用高、引入雜質而產生二次污染，以及臭氧利用率低、處理效率差等等諸多問題，很大程度上限制了其在水處理方面的應用和推廣。
[0004]近年來，圍繞如何設計一類催化劑，其既能提高臭氧的利用率、增強臭氧的氧化能力，又能使臭氧經催化后無選擇性地氧化處理水中的污染物質，同時催化劑及催化活性組份又不隨污水流失，從而實現以較低的處理成本獲取優良的處理效果，成為了各科研機構及相關企事業單位研究的重點。
[0005]中國專利ZL200710121727.5，公開了一種高效催化臭氧化水中有機污染物的催化劑制備方法。其方法為將一定量的乙酸錳加入到去離子水中，然后向溶液中加入一定量的中孔氧化鋯，使Mn02/Zr02中Mn (以MnO2計)百分含量為l_15wt%，在室溫下浸潰0.5-6小時，得到的體系在烘箱中100-140°C干燥1-6小時，然后用去離子水洗滌，再用100-140°C干燥1-6小時，最后將所得粉體在300-500°C下煅燒2-6小時，最終得到Mn0x/Zr02樣品。
[0006]中國專利ZL200510009814.2，公開了納米級二氧化鈦催化劑的制備及催化劑臭氧化水處理的方法，揭示了納米級二氧化鈦催化劑的制備方法，其以活性三氧化二鋁、白色硅膠、分子篩或沸石為擔體，活性組份為T12，將鈦酸四丁酯緩慢溶于無水乙醇溶劑中制得溶膠，將活性三氧化二鋁、白色硅膠、分子篩或沸石浸于該溶液中，在室溫下震蕩5-48小時，過濾后在105°C條件下干燥2-18小時，然后采用程序升溫法在馬沸爐中在550°C條件下燒結1-10小時而制得固體催化劑。
[0007]綜上，目前臭氧催化劑的制備均需經過以下步驟:①篩選合適的催化劑載體配置一定濃度的催化活性組份的溶液將載體浸潰到含催化組份的溶液中；④將浸潰好的催化劑取出并在較高溫度下干燥；⑤將干燥完成的催化劑再進行燒結、固化制取成型的固體催化劑。上述制作流程不可避免的需使用二次升溫(干燥后需再次燒結)，不僅能耗非常高，而且燃料燃燒及活性組份轉化都會不同程度的產生二次污染，不利于節能減排。此外，上述方法制備的催化劑的催化活性組份都比較單一，在廢水處理中適用面不廣，且制作流程較長，工藝較為復雜，這些都增加了產品制作的成本，目前催化劑組分單一，其對臭氧的利用率低。
[0008]由此可見，現有技術中，臭氧催化劑以及其制備方法都存在著明顯的不足和缺陷，亟待進一步改進。


【發明內容】

[0009]本發明的目的是提供一種非均相臭氧催化劑及其制備方法，使其具有成本低、工藝流程簡單、耗能低、減少污染，催化劑應用面廣，催化效率高、臭氧利用率高、使用壽命長的優點。
[0010]為解決上述技術問題，本發明提供一種非均相臭氧催化劑的制備方法，其包括以下步驟:
步驟一:篩選水渣微粉，并將其粉碎為粒徑小于250目；
步驟二:將質量比例的下列物質均勻混合為混合物料:水渣微粉36.4%-52.4%、氧化鎂9.1%-14.3%、六水氯化鎂18.2%-23.8%、發泡劑4.8%_9%以及催化活性混合物9.1%_19% ；步驟三:將所述混合物料輸送至造球盤造粒，同時向造球盤內噴入霧化水，制備得到中間產品；
步驟四:將所述中間產品在陽光下曝曬3-6小時，然后晾置28-40小時，得到非均相臭氧催化劑成品。
[0011]本發明還提供一種非均相臭氧催化劑的制備方法，其包括以下步驟:
步驟一:篩選水渣微粉，并將其粉碎為粒徑小于250目；
步驟二:將質量比例的下列物質均勻混合為混合物料:水渣微粉36.4%-52.4%、氧化鎂9.1%-14.3%、六水氯化鎂18.2%-23.8%、發泡劑4.8%_9%以及催化活性混合物9.1%_19% ；步驟三:將所述混合物料輸送至造球盤造粒，同時向造球盤內噴入霧化水，制備得到中間產品，將該中間產品在40-60°C連續加熱0.5-3小時；
步驟四:將步驟三中加熱后的中間產品晾置10-28小時得到非均相臭氧催化劑成品。
[0012]本發明的一個實施例中，所述催化活性混合物包括第一催化活性混合物和第二催化活性混合物；
其中，第一催化活性混合物采用煉鐵燒結除塵灰，其包括三氧化二鐵(Fe203)、四氧化三鐵(Fe304)、氧化I丐(CaO)、二氧化娃(S12)以及貴金屬；該貴金屬為金(Au)、銀(Ag)和鈷(Co)中的至少一種，且該第一催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的60%-80% ；所述第二催化活性混合物包括二氧化鈦(T12 )、氧化銅(CuO )、一氧化錳(MnO)、二氧化猛(MnO2)、三氧化二招(Al2O3 )、氧化鈷(CoO)和四氧化三鈷(Co3O4)中的至少一種,且該第二催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的20%-40%。
[0013]本發明的一個實施例中，所述第一催化活性混合物中，各組分的質量含量比例分別為:三氧化二鐵(Fe2O3)為20%-30%，四氧化三鐵(Fe3O4)為5%_15%，金(Au)為
0.0003%-0.001%，銀(Ag)為 0.03%-0.1%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(Si02)。
[0014]本發明的一個實施例中，所述第二催化活性混合物中，各個組分的質量含量比例分別為氧化銅(CuO)為50%，一氧化錳(MnO)為50%。
[0015]本發明的一個實施例中，所述催化活性混合物的粒徑小于380目，所述發泡劑為干粉碳酸氫銨(NH4HCO3)tj
[0016]本發明的一個實施例中，所述步驟三中，所述噴入霧化水的質量是所述混合物物料質量的10%-14%。
[0017]此外，本發明還提供一種由上述的方法制備的非均相臭氧催化劑，其包括下列質量比例的物質:水渣微粉36.4%-52.4%、氧化鎂(MgO) 9.1%_14.3%、六水氯化鎂(MgCl2.6H20) 18.2%-23.8%、發泡劑 4.8%-9% 以及催化活性混合物 9.1%_19%。
[0018]本發明的一個實施例中，所述催化活性混合物包括第一催化活性混合物和第二催化活性混合物；
其中，第一催化活性混合物采用煉鐵燒結除塵灰，其包括三氧化二鐵(Fe203)、四氧化三鐵(Fe304)、氧化I丐(CaO)、二氧化娃(S12)以及貴金屬，該貴金屬為金(Au)、銀(Ag)和鈷(Co)中的至少一種，且該第一催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的60%-80%;
所述第二催化活性混合物包括二氧化鈦(T12)、氧化銅(CuO )、一氧化錳(MnO )、二氧化猛(MnO2)、三氧化二招(Al2O3 )、氧化鈷(CoO)和四氧化三鈷(Co3O4)中的至少一種，且該第二催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的20%-40% ；
所述發泡劑為干粉碳酸氫銨(NH4HCO3)15
[0019]本發明的一個實施例中，所述第一催化活性混合物中，各組分的質量含量比例分別為:三氧化二鐵(Fe2O3)為20%-30%，四氧化三鐵(Fe3O4)為5%_15%，金(Au)為0.0003%-0.001%，銀(Ag)為 0.03%-0.1%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12)；
所述第二催化活性混合物中，各個組分的質量含量比例分別為:氧化銅(CuO)為50%，一氧化錳(MnO)為50%。
[0020]本發明非均相臭氧催化劑與現有技術相比較具有以下有益效果:
1、本發明的催化劑產品制作過程中最高溫度僅需40-60°C，制備方法簡單、工藝流程短、生產成本非常低廉；
2、本發明的催化劑制備方法不需要燒結或煅燒，避免了因燃料燃燒及活性組份的轉化所帶來的環境污染；
3、本發明制備的催化劑產品活性催化組份多樣，避免了催化組份單一所面臨的適應面窄的問題，具有廣泛的適用性，尤其在難降解有機廢水深度處理領域作為預氧化手段的核心產品與生化工藝聯用具有巨大的優勢；
4、本發明實現了煉鋼廠水渣的廢料利用以及煉鐵廠煉鐵燒結除塵灰的高效利用，大大提聞了廢料的~■次利用價值；
5、本發明非均相固體臭氧催化劑由于機械強度高、不溶于水、密度適中以及催化活性組份均勻固結于催化劑載體的表面及微孔之中，故該催化劑使用壽命長，不易流失；
6、本發的多種催化組分比傳統單一組分催化劑顯著提高了臭氧的利用率。

【具體實施方式】
[0021]以下通過具體實施例進一步介紹本發明的實施例及所具有的有益效果，目的在于幫助閱讀者更好理解本發明的實質和精神，不構成對本發明保護范圍的限定。
[0022]實施例1
非均相固體臭氧催化劑是指以一種表面及微孔中飽含多種金屬氧化物的鎂水泥顆粒。該非均相臭氧催化劑的制備方法，具體包括以下步驟:
步驟一:篩選經磁選后的水渣微粉，并將其粉碎成粒徑小于250目，選擇粒度小于380目的含金屬氧化物的催化活性混合物粉末，選擇氧化鎂、六水氯化鎂粉末以及干粉發泡劑；
步驟二:按照一定比例將所述水渣微粉與氧化鎂粉末、六水氯化鎂粉末、干粉發泡劑以及粒徑小于380目的催化活性混合物粉末加入配料攪拌槽，利用攪拌機均勻混合為混合物料；
其中，水渣微粉占總質量的36.4%-52.4%，氧化鎂(MgO)占總質量的9.1%_14.3%，六水氯化鎂(MgCl2.6H20)占總質量的18.2%-23.8%，催化活性混合物占總質量的9.1%_19%，干粉發泡劑占總質量的4.8%-9%，各成分比例之和為100%。
[0023]其中，催化活性混合物包括第一催化活性混合物和第二催化活性混合物，其中，第一催化活性混合物占總的催化活性混合物的質量比例為60%-80%，其主要包括三氧化二鐵(Fe2O3)及四氧化三鐵(Fe3O4),還含有金(Au)、銀(Ag)及鈷(Co)等貴金屬以及余量的氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12)等組分；第二催化活性混合物占總的催化活性混合物的物質量比例為20%-40%，其主要包括二氧化鈦(T12 )、氧化銅(CuO)、一氧化猛(MnO)、二氧化猛(MnO2)、三氧化二招(AI2O3)、氧化鈷(CoO)、四氧化三鈷(Co3O4)中的一種或幾種。
[0024]步驟三:將所述混勻的混合物料經傳送帶輸送至造球盤造粒，同時向造球盤內噴入霧化水，得到中間產品。其具體的工作過程為:
第一步:球核形成，混合物料為親水性較高的物質，顆粒表面具有吸附水分的能力。氧化鎂及氯化鎂遇水后產生粘結性能。當不斷加入的混合物料在造球盤內滾動，細小的水滴也不斷灑在混合物料上，顆粒遇到水滴，迅速吸附浸潤，顆粒表面形成一層極薄的水膜，并在滾動中吸附物料。由于水的表面張力及混合物料的粘結作用形成一個個小球核——母球，母球表面有很薄的水膜，這是在不斷滾動時水分在離心力和重力作用下逐漸外移而形成的，其中球核形成過程中的加水量是混合物料總質量的109Γ14%。
[0025]第二步:整球形成，經預加水攪拌機的球核進入造球盤后，在造球盤中受離心力、摩擦力和重力的作用，沿拋物線運動，由于混合物料的黏結性和可塑性，使球核在運動過程中互相黏結并逐漸長大成整球，從而制備得到中間產品。
[0026]步驟四:將步驟三中得到的中間產品放置在陽光下曝曬3-6小時，然后送入倉庫中晾置28-40小時得到非均相固體臭氧催化劑成品。
[0027]較佳的，在步驟四中，可選擇將中間產品在倉庫中晾置36小時，即可得到非均相固體臭氧催化劑成品。
[0028]實施例2
本發明的非均相臭氧催化劑的制備方法，具體包括以下步驟:
步驟一:篩選經磁選后的水渣微粉，并將其粉碎成粒徑小于250目的微粉，選擇粒度小于380目的含金屬氧化物的催化活性混合物粉末，選擇氧化鎂、六水氯化鎂粉末以及干粉發泡劑；
步驟二:按照一定比例將所述水渣微粉與氧化鎂粉末、六水氯化鎂粉末、干粉發泡劑以及粒徑小于380目的催化活性混合物粉末加入配料攪拌槽，利用攪拌機均勻混合為混合物料；
其中，水渣微粉占總質量的36.4%-52.4%，氧化鎂(MgO)占總質量的9.1%_14.3%，六水氯化鎂(MgCl2.6Η20)占總質量的18.2%-23.8%，催化活性混合物占總質量的9.1%_19%，干粉發泡劑占總質量的4.8%-9%，各成分比例之和為100%。
[0029]其中，催化活性混合物包括第一催化活性混合物和第二催化活性混合物，其中，第一催化活性混合物占總的催化活性混合物的質量比例為60%-80%，其主要包括三氧化二鐵(Fe2O3)及四氧化三鐵(Fe3O4),還含有金(Au)、銀(Ag)及鈷(Co)等貴金屬以及余量的氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12)等組分；第二催化活性混合占總的催化活性混合物的物質量比例為20%-40%，其主要包括二氧化鈦(T12 )、氧化銅(CuO)、一氧化猛(MnO)、二氧化猛(MnO2)、三氧化二招(AI2O3)、氧化鈷(CoO)、四氧化三鈷(Co3O4)中的一種或幾種。
[0030]步驟三:將所述混勻的混合物料經傳送帶輸送至造球盤造粒，同時向造球盤內噴入霧化水，得到中間產品，將該中間產品置于加熱箱中在40-60°C范圍內連續加熱0.5-3小時。其中，該步驟中，噴入霧化水的量是混合物料總質量的109Γ14%。
[0031]步驟四:將步驟三中加熱后的中間產品送入倉庫晾置10-28小時即可制得非均相固體臭氧催化劑成品。
[0032]較佳的，在步驟四中，可選擇將加熱后的中間產品送入倉庫晾置24小時。
[0033]該實施例是考慮到因季節或天氣因素以及地域氣候的限制因素，在環境的最高氣溫低于30°C的非晴天氣候條件下，在非均相固體臭氧催化劑中間產品制作完成后，根據實際情況可利用工廠廢熱蒸汽將造粒完成的中間產品置于加熱箱中在40-60°C范圍內連續加熱0.5-3小時，加熱完成的中間產品送入倉庫晾置10-28小時即可制得非均相固體臭氧催化劑成品。
[0034]本發明的非均相臭氧催化氧化劑的原料主要以煉鋼廠的水渣經磁選去除鐵粒后再經機械粉碎后的水渣微粉為骨料，以氧化鎂(MgO)粉末及六水氯化鎂(MgCl2.6H20)為膠結劑，以干粉碳酸氫銨(NH4HCO3)為發泡劑，以及以含多種金屬及金屬氧化物的催化活性物質為催化活性混合物。具體的講，非均相臭氧催化氧化劑中各組份的質量百分含量分別為:水渣微粉 36.4%-52.4%，氧化鎂(MgO) 9.1%-14.3%，六水氯化鎂(MgCl2.6Η20) 18.2%-23.8%,發泡劑4.8%-9%以及催化活性混合物9.1%_19%，各成分比例之和為100%。
[0035]其中，催化活性混合物包括第一催化活性混合物和第二催化活性混合物兩部分，其中第一催化活性混合物來自煉鐵廠的煉鐵燒結除塵灰，其主要包括20%-35%的金屬氧化物:三氧化二鐵(Fe2O3)及四氧化三鐵(Fe3O4),還含有金(Au)、銀(Ag)及鈷(Co)等貴金屬以及氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12)等組分，該第一催化活性化合物中的金屬及金屬氧化物為理想高活性催化組分來源，該第一催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的60%-80% ;具體的講，第一催化活性混合物中，各組分的質量含量分別為:三氧化二鐵(Fe2O3) 20%?30%，四氧化三鐵(Fe3O4)為 5%?15%，金(Au)為 0.0003%?0.001% (I 噸含量為3?10g)，銀(Ag)為0.03%?0.1% (I噸含量為30(Tl000g)，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12)等組分，各成分比例之和為100%。第二催化活性混合物為金屬氧化物，包括二氧化鈦(T12 )、氧化銅(CuO )、一氧化猛(MnO)、二氧化猛(MnO2)、三氧化二招(A1203)、氧化鈷(CoO)、四氧化三鈷Co3O4中的一種或幾種，該第二催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的20%-40%。
[0036]實施例3
首先篩選經磁選后的水渣微粉，并將其粉碎成粒徑小于250目的微粉，然后選擇粒度小于380目的含金屬和金屬氧化物的催化活性混合物粉末，氧化鎂、六水氯化鎂粉末以及碳酸氫氨干粉發泡劑，按照質量比例將水渣微粉47.2%，氧化鎂(MgO) 12.3%，六水氯化鎂(MgCl2.6H20) 23.5%，催化活性混合物11.3% (其中，第一催化活性混合物中各組分的質量比例為:三氧化二鐵為30%，四氧化三鐵為5%，金(Au)為0.0003%，銀(Ag)為0.03%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12);第二催化活性混合物中，氧化銅(CuO)占50%，一氧化錳(MnO)占50%)以及5.7%的干粉發泡劑加入到配料攪拌槽，然后用攪拌機將混合物料攪拌均勻，將混合均勻的混合物料經傳送帶均勻送入造球盤，同時通過噴頭噴入霧化自來水，加水量占混合物料總質量的12%，混合物料與水充分接觸后在造球盤內發生化學反應并被造成顆粒而固結，然后將造粒完成的中間產品置入陽光下充分曝曬3-6小時，然后送入倉庫晾置36小時即可制得成品非均相固體臭氧催化劑。
[0037]實施例4
首先篩選經磁選后的水渣，并將其粉碎成粒徑小于250目的微粉，選擇粒度小于380目的含金屬和金屬氧化物的催化活性混合物粉末，氧化鎂、六水氯化鎂粉末以及碳酸氫氨干粉發泡劑，按照質量比例將水渣微粉48.6%，氧化鎂(MgO) 13.2%，六水氯化鎂(MgCl2.6H20)22.6%，催化活性混合物粉末9.1% (其中，第一催化活性混合物中各個組分的質量比例:三氧化二鐵(Fe2O3)為20%,四氧化三鐵(Fe3O4)為15%，金(Au)為0.001%，銀(Ag)為0.1%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12);第二催化活性混合物中各組分的質量比例:二氧化鈦(T12)為50%，二氧化錳(MnO2)為50%)以及6.5%干粉發泡劑加入到配料攪拌槽，然后用攪拌機將混合物料攪拌均勻，將混合均勻的混合物料經傳送帶均勻送入造球盤，同時通過噴頭噴入霧化自來水，加水量占混合物料總質量的13%，混合物料與水充分接觸后在造球盤內發生化學反應并被造成顆粒而固結，然后利用工廠廢熱蒸汽將造粒完成的中間產品置于加熱箱中在4(T60°C范圍內連續加熱0.5?3小時，加熱完成的產品送入倉庫晾置1(Γ28小時即可制得非均相固體臭氧催化劑成品。
[0038]實施例5
首先篩選經磁選后的水渣微粉，并將其粉碎成粒徑小于250目的微粉，然后選擇粒度小于380目的含金屬和金屬氧化物的催化活性混合物粉末，氧化鎂、六水氯化鎂粉末以及碳酸氫氨干粉發泡劑，按照質量比例將水渣微粉38.1%，氧化鎂(MgO) 14.3%，六水氯化鎂(MgCl2.6Η20) 23.8%，催化活性混合物19% (其中，第一催化活性混合物中各組分的質量比例:三氧化二鐵(Fe2O3)為30%，四氧化三鐵(Fe3O4)為5%，金(Au)含量為0.0003%，銀(Ag)含量為0.03%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12);第二催化活性混合物中，氧化銅(CuO)為50%，一氧化錳(MnO)為50%)以及4.8%的干粉發泡劑加入到配料攪拌槽，然后用攪拌機將混合物料攪拌均勻，將混合均勻的混合物料經傳送帶均勻送入造球盤，同時通過噴頭噴入霧化自來水，加水量是混合物料總質量的10%，混合物料與水充分接觸后在造球盤內發生化學反應并被造成顆粒而固結，然后將造粒完成的中間產品置入陽光下充分曝曬3-6小時，然后送入倉庫晾置28小時即可制得成品非均相固體臭氧催化劑。
[0039]實施例6
首先篩選經磁選后的水渣微粉，并將其粉碎成粒徑小于250目的微粉，然后選擇粒度小于380目的含金屬和金屬氧化物的催化活性混合物粉末，氧化鎂、六水氯化鎂粉末以及碳酸氫氨干粉發泡劑，按照質量比例將水渣微粉52.4%，氧化鎂(MgO) 9.1%，六水氯化鎂(MgCl2.6Η20) 18.2%，催化活性混合物11.3% (其中，第一催化活性混合物中各組分的質量比例分別為:三氧化二鐵(Fe2O3)為30%，四氧化三鐵(Fe3O4)為5%，金(Au)含量為0.001%,銀(Ag)含量為0.1%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12);第二催化活性混合物中各組分的質量比例為:氧化銅(CuO)為50%，一氧化錳(MnO)為50%)以及9%的干粉發泡劑加入到配料攪拌槽，然后用攪拌機將混合物料攪拌均勻，將混合均勻的混合物料經傳送帶均勻送入造球盤，同時通過噴頭噴入霧化自來水，加水量是混合物料總質量的14%，混合物料與水充分接觸后在造球盤內發生化學反應并被造成顆粒而固結，然后將造粒完成的中間產品置入陽光下充分曝曬3-6小時，然后送入倉庫晾置40小時即可制得非均相固體臭氧催化劑成品。
[0040]實施例7
首先篩選經磁選后的水渣微粉，并將其粉碎成粒徑小于250目的微粉，然后選擇粒度小于380目的含金屬和金屬氧化物的催化活性混合物粉末，氧化鎂、六水氯化鎂粉末以及碳酸氫氨干粉發泡劑，按照比例將水渣微粉36.4%，氧化鎂(MgO) 14%，六水氯化鎂(MgCl2.6H20) 23.8%，催化活性混合物19% (其中，第一催化活性混合物中各組分的質量比例:三氧化二鐵(Fe2O3)為20%,四氧化三鐵(Fe3O4)為15%，金(Au)為0.001%，銀(Ag)為
0.1%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12);第二催化活性混合物中各組分的質量比例:二氧化鈦(T12)為50%，二氧化錳(MnO2)含量為50%)以及6.8%的干粉發泡劑加入到配料攪拌槽，然后用攪拌機將混合物料攪拌均勻，將混合均勻的混合物料經傳送帶均勻送入造球盤，同時通過噴頭噴入霧化自來水，加水量是混合物料總質量的12%，混合物料與水充分接觸后在造球盤內發生化學反應并被造成顆粒而固結，然后將造粒完成的中間產品置入陽光下充分曝曬3-6小時，然后送入倉庫晾置36小時即可制得成品非均相固體臭氧催化劑。
[0041]本發明的非均相固體臭氧催化劑對石化廢水的相關實驗數據表明:傳統的單組份臭氧催化劑對COD的去除量與臭氧投加量的對應比例關系約為1:3，而本發明的非均相多組分臭氧催化劑在同等條件下對COD的去除量與臭氧投加量的對應比例關系約為1:
1.5?2，其可提高30°/Γ50%的臭氧利用率，使得臭氧總利用率達到95%以上。
[0042]經本發明的研究發現，合理調整第一催化活性組分以及第二催化活性組分的組成比例，使得本發明的非均相固體臭氧催化劑在使用相同條件下，比使用任何一種單一組分的催化劑都大大提聞臭氧的利用率。
[0043]其次，本發明的非均相固體臭氧催化劑的制備過程不需要燒結，相比傳統催化劑，其制造每立方米的產品成本可減少燃料費用約30(Γ500元。
[0044]由此可見，本發明非均相固體臭氧催化劑及其制備方法，能夠提高臭氧氧化能力及催化劑利用率，可以加速分解水中難降解的有機物質。該臭氧催化劑制備工藝簡單，耗能低，具備多種活性組份，且不隨廢水流走，可以重復利用，從而降低臭氧的運行處理成本，減少了二次污染，本發明的催化劑比單一催化劑組分大大提高了臭氧利用率。
[0045]以上僅為本發明的較佳實施例，當不得以此限定本發明實施的技術范圍，因此凡參考本發明的說明書內容所作的簡單等效變化與修飾，皆應仍屬本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種非均相臭氧催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:篩選水渣微粉，并將其粉碎為粒徑小于250目； 步驟二:將質量比例的下列物質均勻混合為混合物料:水渣微粉36.4%-52.4%、氧化鎂9.1%-14.3%、六水氯化鎂18.2%-23.8%、發泡劑4.8%_9%以及催化活性混合物9.1%_19% ；步驟三:將所述混合物料輸送至造球盤造粒，同時向造球盤內噴入霧化水，制備得到中間產品； 步驟四:將所述中間產品在陽光下曝曬3-6小時，然后晾置28-40小時，得到非均相臭氧催化劑成品。
2.一種非均相臭氧催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:篩選水渣微粉，并將其粉碎為粒徑小于250目； 步驟二:將質量比例的下列物質均勻混合為混合物料:水渣微粉36.4%-52.4%、氧化鎂9.1%-14.3%、六水氯化鎂18.2%-23.8%、發泡劑4.8%_9%以及催化活性混合物9.1%_19% ；步驟三:將所述混合物料輸送至造球盤造粒，同時向造球盤內噴入霧化水，制備得到中間產品，將該中間產品在40-60°C連續加熱0.5-3小時； 步驟四:將步驟三中加熱后的中間產品晾置10-28小時得到非均相臭氧催化劑成品。
3.根據權利要求1或2所述的非均相臭氧催化劑的制備方法，其特征在于， 所述催化活性混合物包括第一催化活性混合物和第二催化活性混合物； 其中，第一催化活性混合物采用煉鐵燒結除塵灰，其包括三氧化二鐵(Fe203)、四氧化三鐵(Fe304)、氧化I丐(CaO)、二氧化娃(S12)以及貴金屬；該貴金屬為金(Au)、銀(Ag)和鈷(Co)中的至少一種，且該第一催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的60%-80% ；所述第二催化活性混合物包括二氧化鈦(T12 )、氧化銅(CuO )、一氧化錳(MnO)、二氧化猛(MnO2)、三氧化二招(Al2O3 )、氧化鈷(CoO)和四氧化三鈷(Co3O4)中的至少一種,且該第二催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的20%-40%。
4.根據權利要求3所述的非均相臭氧催化劑的制備方法，其特征在于， 所述第一催化活性混合物中，各組分的質量含量比例分別為:三氧化二鐵(Fe2O3)為20%-30%，四氧化三鐵(Fe3O4)為 5%_15%，金(Au)為 0.0003%_0.001%，銀(Ag)為 0.03%-0.1%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12)。
5.根據權利要求3所述的非均相臭氧催化劑的制備方法，其特征在于， 所述第二催化活性混合物中，各個組分的質量含量比例分別為氧化銅(CuO)為50%，一氧化錳(MnO)為50%。
6.根據權利要求3所述的非均相臭氧催化劑的制備方法，其特征在于， 所述催化活性混合物的粒徑小于380目，所述發泡劑為干粉碳酸氫銨(NH4HCO3)15
7.根據權利要求1所述的非均相臭氧催化劑的制備方法，其特征在于， 所述步驟三中，所述噴入霧化水的質量是所述混合物物料質量的10%-14%。
8.一種由權利要求1至7中任一項所述的方法制備的非均相臭氧催化劑，其特征在于包括下列質量比例的物質:水渣微粉36.4%-52.4%、氧化鎂(MgO) 9.1%_14.3%、六水氯化鎂(MgCl2.6H20) 18.2%-23.8%、發泡劑 4.8%-9% 以及催化活性混合物 9.1%_19%。
9.根據權利要求8所述的非均相臭氧催化劑，其特征在于， 所述催化活性混合物包括第一催化活性混合物和第二催化活性混合物； 其中，第一催化活性混合物采用煉鐵燒結除塵灰，其包括三氧化二鐵(Fe203)、四氧化三鐵(Fe304)、氧化I丐(CaO)、二氧化娃(S12)以及貴金屬，該貴金屬為金(Au)、銀(Ag)和鈷(Co)中的至少一種，且該第一催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的60%-80%; 所述第二催化活性混合物包括二氧化鈦(T12)、氧化銅(CuO )、一氧化錳(MnO )、二氧化猛(MnO2)、三氧化二招(Al2O3 )、氧化鈷(CoO)和四氧化三鈷(Co3O4)中的至少一種，且該第二催化活性混合物占總的催化活性混合物質量的20%-40% ； 所述發泡劑為干粉碳酸氫銨(NH4HCO3)15
10.根據權利要求9所述的非均相臭氧催化劑，其特征在于， 所述第一催化活性混合物中，各組分的質量含量比例分別為:三氧化二鐵(Fe2O3)為20%-30%，四氧化三鐵(Fe3O4)為 5%_15%，金(Au)為 0.0003%_0.001%，銀(Ag)為 0.03%-0.1%，余量為氧化鈣(CaO)和二氧化硅(S12)； 所述第二催化活性混合物中，各個組分的質量含量比例分別為:氧化銅(CuO)為50%，一氧化錳(MnO)為50%。
【文檔編號】C02F1/78GK104437546SQ201410743716
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】易志堅, 王祥, 胡磊 申請人:易志堅, 王祥, 胡磊