一种处理化工有机废水催化剂及其制备方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103143368 A(43)申请公布日 2013.06.12CN103143368A*CN103143368A*(21)申请号 201310069376.3(22)申请日 2013.03.05B01J 23/889(2006.01)C02F 1/72(2006.01)(71)申请人江苏蓝星环保科技有限公司地址 214221 江苏省无锡市宜兴市丁蜀镇査林工业园(72)发明人吴正雷 蒋伟群 徐林兰 徐卫东唐永明 高峰(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所 32237代理人黄振华(54) 发明名称一种处理化工有机废水催化剂及其制备方法(57) 摘要本发明公开了一种处理化工

2、有机废水催化剂，以Al2O3为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；Al2O3的重量百分数为4070%，氧化镍为2050%，氧化锰为520%，氧化铈为110%。同时，本发明还公开了上述催化剂的制备方法。本发明提供的催化剂在硬度、活性组分的稳定性、使用寿命和催化氧化效率方面性能优异，而且制备过程简单，可以实现工业化生产；在工程上不但可以用于固定床，也可以应用于流化床，适应性很高。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页(10)申请公布号 CN 103143368 ACN 103143368 A1/1页21.一种

3、处理化工有机废水催化剂，其特征在于，以Al2O3为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al2O3的重量百分数为4070%，氧化镍为2050%，氧化锰为520%，氧化铈为110%。2.根据权利要求1所述的处理化工有机废水催化剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：70%的Al2O3、20%的氧化镍、8%的氧化锰和2%的氧化铈。3.根据权利要求1或2所述的处理化工有机废水催化剂，其特征在于，所述氧化铈由氧化镧代替。4.根据权利要求1或2所述的处理化工有机废水催化剂，其特征在于，所述载体Al2O3颗粒直径为18mm，比表面积为150400m2.g-1。5.制备上述任一处理化工有机废水催化剂的方

4、法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取硝酸铈或硝酸镧晶体溶于蒸馏水中配制浓度为0.22mol/L的溶液；（2）待酸铈或硝酸镧晶体溶解后加入球型Al2O3，搅拌后静置622小时干燥，后在300500下焙烧38小时，得到催化剂的前驱体；（3）配制26mol/L的硝酸镍溶液，后加入KMnO4粉，使KMnO4的浓度为0.22mol/L；（4）将催化剂的前驱体浸入步骤（3）所得混合溶液中，前驱体与混合液的体积比为1:0.60.8；然后再静置824小时干燥，后在300550下焙烧38小时即得催化剂。6.根据权利要求5所述的制备处理化工有机废水催化剂的方法，其特征在于，步骤（3）中KMnO4粉由硝酸锰代替。

5、7.根据权利要求5所述的制备处理化工有机废水催化剂的方法，其特征在于，所述步骤（4）的静置时间长于步骤（2）静置时间。权 利 要 求 书CN 103143368 A1/3页3一种处理化工有机废水催化剂及其制备方法技术领域0001 本发明属于环保领域，具体涉及一种处理化工有机废水催化剂及其制备方法。背景技术0002 随着我国工业化发展，水资源越来越短缺，废水的处理及回收利用越来越受到重视。这些废水总量巨大且有逐年增加的趋势，如果在排放之前不对其进行处理，废水中高浓度可溶性无机盐和难降解有毒有机物会对自然生态环境造成严重的破坏，如对土壤及地表水、地下水造成破坏性污染，最终影响与人们息息相关的生活生

6、产用水。通常这些高浓度难生化降解的工业废水采用常规的生物或物理化学方法处理很难达到理想的效果。0003 采用负载过渡金属氧化物作为固体催化剂促进氧化剂（如双氧水、次氯酸钠、臭氧等）的分解并使之与废水中有机物迅速反应，可在较短的时间内降解有机物并提高氧化剂的利用效率，因此非均相催化剂便成为该技术的关键。非均相催化剂主要包括载体（如活性炭、氧化铝、氧化硅和氧化钛）以及活性金属（如铁、钴、铜、锌等）的氧化物。商业用于水处理催化剂目前大多是采用活性炭负载金属氧化物。从工程应用的实践来看，该类型催化剂催化氧化剂的效率不高，这样就导致氧化剂的用量增加，从而导致成本升高；其次，活性炭催化剂由于其自身含有钙、

7、镁离子，在工艺运行中会溶出，在后续的碱性运行环境中会产生沉淀，影响废水处理的效果；再者，由于活性炭催化剂生产工艺的原因，导致其负载的活性金属氧化物容易溶出，影响其使用寿命，且催化剂的强度也不够理想，在曝气过程中磨损比较严重。发明内容0004 发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种处理化工有机废水催化剂。0005 本发明的另一目的在于提供上述催化剂的制备方法。0006 技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种处理化工有机废水催化剂，以Al2O3为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al2O3的重量百分数为4070%，氧化镍为2050%，氧化锰为520%，氧

8、化铈为110%。0007 优选地，由以下重量百分比的组分组成：70%的Al2O3、20%的氧化镍、8%的氧化锰和2%的氧化铈。0008 其中，所述氧化铈由氧化镧代替。0009 其中，所述载体Al2O3颗粒直径为18mm，比表面积为150400m2.g-1。0010 制备上述任一处理化工有机废水催化剂的方法，包括以下步骤：0011 （1）取硝酸铈或硝酸镧晶体溶于蒸馏水中配制浓度为0.22mol/L的溶液；0012 （2）待酸铈或硝酸镧晶体溶解后加入球型Al2O3，搅拌后静置622小时干燥，后在300500下焙烧38小时，得到催化剂的前驱体；0013 （3）配制26mol/L的硝酸镍溶液，后加入K

9、MnO4粉，使KMnO4的浓度为0.2说 明 书CN 103143368 A2/3页42mol/L；0014 （4）将催化剂的前驱体浸入步骤（3）所得混合溶液中，前驱体与混合液的体积比为1:0.60.8；然后再静置824小时干燥，后在300550下焙烧38小时即得催化剂。0015 其中，步骤（3）中KMnO4粉也可以由硝酸锰代替。0016 其中，所述步骤（4）的静置时间长于步骤（2）静置时间。0017 有益效果：本发明提供的催化剂在硬度、活性组分的稳定性、使用寿命和催化氧化效率方面性能优异，而且制备过程简单，可以实现工业化生产；在工程上不但可以用于固定床，也可以应用于流化床，在处理效果和工程应

10、用前景方面比传统的活性炭更具有竞争力。具体实施方式0018 实施例1：0019 一种处理化工有机废水催化剂，以Al2O3为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al2O3的重量百分数为40%，氧化镍为50%，氧化锰为5%，氧化铈为5%。0020 实施例2：0021 一种处理化工有机废水催化剂，以Al2O3为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al2O3的重量百分数为50%，氧化镍为25%，氧化锰为20%，氧化铈为5%。0022 实施例3：0023 一种处理化工有机废水催化剂，以Al2O3为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al2O3的重量百分数为60%，氧化镍为20%，氧化锰为10%，氧

11、化铈为10%。0024 实施例4：0025 一种处理化工有机废水催化剂，以Al2O3为载体，负载氧化镍、氧化锰和氧化铈；其中Al2O3的重量百分数为70%，氧化镍为20%，氧化锰为9%，氧化铈为1%。0026 实施例5：0027 制备处理化工有机废水催化剂的方法，包括以下步骤：取硝酸铈或硝酸镧晶体溶于蒸馏水中配制浓度为1mol/L的溶液；待酸铈或硝酸镧晶体溶解后加入球型Al2O3，搅拌后静置6小时干燥，后在350下焙烧5小时，得到催化剂的前驱体；配制2mol/L的硝酸镍溶液，后加入KMnO4粉，使KMnO4的浓度为0.2mol/L；将催化剂的前驱体浸入混合溶液中，前驱体与混合液的体积比为1:0

12、.6；然后再静置8小时干燥，后在450下焙烧6小时即得催化剂。0028 实施例6：0029 制备处理化工有机废水催化剂的方法，包括以下步骤：取硝酸铈或硝酸镧晶体溶于蒸馏水中配制浓度为2mol/L的溶液；待酸铈或硝酸镧晶体溶解后加入球型Al2O3，搅拌后静置16小时干燥，后在400下焙烧6小时，得到催化剂的前驱体；配制4mol/L的硝酸镍溶液，后加入KMnO4粉，使KMnO4的浓度为1mol/L；将催化剂的前驱体浸入混合溶液中，前驱体与混合液的体积比为1:0.7；然后再静置18小时干燥，后在500下焙烧7小时即得催化剂。0030 实施例7：0031 制备处理化工有机废水催化剂的方法，包括以下步骤：取硝酸铈或硝酸镧晶体溶说 明 书CN 103143368 A3/3页5于蒸馏水中配制浓度为1.5mol/L的溶液；待酸铈或硝酸镧晶体溶解后加入球型Al2O3，搅拌后静置22小时干燥，后在500下焙烧8小时，得到催化剂的前驱体；配制6mol/L的硝酸镍溶液，后加入硝酸锰粉，使硝酸锰的浓度为2mol/L；将催化剂的前驱体浸入混合溶液中，前驱体与混合液的体积比为1:0.8；然后再静置24小时干燥，后在550下焙烧8小时即得催化剂。说 明 书CN 103143368 A