申请日2013.03.05
公开(公告)日2013.06.12
IPC分类号C02F1/72; B01J23/889
摘要
本发明公开了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;Al2O3的重量百分数为40～70%，氧化镍为20～50%，氧化锰为5～20%，氧化铈为1～10%。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。
权利要求书
1.一种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40～70%，氧化镍为20～50%， 氧化锰为5～20%，氧化铈为1～10%。
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1～8mm，比表面积为150～400m2.g-1。
5.制备上述任一处理化工有机废水催化剂的方法，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0.2～2mol/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6～22小时干 燥，后在300～500℃下焙烧3～8小时，得到催化剂的前驱体;
(3)配制2～6mol/L的硝酸镍溶液，后加入KMnO4粉，使KMnO4的浓度 为0.2～2mol/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1:0.6～0.8;然后再静置8～24小时干燥，后在300～550℃下焙烧3～8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。
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。
说明书
一种处理化工有机废水催化剂及其制备方法
技术领域
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
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。
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、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
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。
本发明的另一目的在于提供上述催化剂的制备方法。
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40～70%，氧化镍为20～50%，氧化锰为5～20%，氧化铈为 1～10%。
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。
其中，所述氧化铈由氧化镧代替。
其中，所述载体Al2O3颗粒直径为1～8mm，比表面积为150～400m2.g-1。
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：
(1)取硝酸铈或硝酸镧晶体溶于蒸馏水中配制浓度为0.2～2mol/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6～22小时干 燥，后在300～500℃下焙烧3～8小时，得到催化剂的前驱体;
(3)配制2～6mol/L的硝酸镍溶液，后加入KMnO4粉，使KMnO4的浓度 为0.2～2mol/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1:0.6～0.8;然后再静置8～24小时干燥，后在300～550℃下焙烧3～8小 时即得催化剂。
其中，步骤(3)中KMnO4粉也可以由硝酸锰代替。
其中，所述步骤(4)的静置时间长于步骤(2)静置时间。
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用前景方面比 传统的活性炭更具有竞争力。
具体实施方式
实施例1：
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%。
实施例2：
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%。
实施例3：
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%，氧化铈 为10%。
实施例4：
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%。
实施例5：
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1:0.6; 然后再静置8小时干燥，后在450℃下焙烧6小时即得催化剂。
实施例6：
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。
实施例7：
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。