電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑及其制備方法。屬于用電解法處理廢水。包括催化劑載體與活性組分，其特征在于以磺化聚苯乙烯樹(shù)脂為載體，以金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+為活性組分，采用離子交換法，將活性組分金屬離子，分別負(fù)載于所述磺化聚苯乙烯樹(shù)脂載體上，制得催化劑前體A、催化劑前體B、催化劑前體C和催化劑前體D；取前體各組分混合而得。提供了一種催化活性高，活性組分分散性好、硫化性能優(yōu)越；載體真密度小，耐腐蝕；處理難生物降解廢水成本低、COD處理效率高，使用壽命較長(zhǎng)的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑及其制備方法。作為電解催化氧化裝置的填料用于催化氧化難生物降解廢水處理，廢水COD去除率≥75%。
【專利說(shuō)明】電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑及其制備方法。屬于用電解法處理廢水。
【背景技術(shù)】
[0002]難生物降解工業(yè) 廢水的種類多，處理難度大。
[0003]采用最多的工藝是高級(jí)氧化，如Fenton試劑氧化、臭氧氧化、濕式氧化等都存在處理費(fèi)用高、有二次污染等缺點(diǎn)，電化學(xué)氧化，尤其是電解催化氧化法是近年來(lái)逐漸發(fā)展起來(lái)的一種頗有發(fā)展前景的方法。電解催化氧化是指在催化劑的催化作用下對(duì)廢水進(jìn)行電解處理的一種工藝。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0004](I)過(guò)程中產(chǎn)生的? OH具有強(qiáng)氧化性，可無(wú)選擇地直接與廢水中的有機(jī)污染物反應(yīng)，將其降解為二氧化碳、水和簡(jiǎn)單有機(jī)物，對(duì)廢水處理深度高且不產(chǎn)生二次污染，因此，被稱為“環(huán)境友好”技術(shù)。
[0005](2)反應(yīng)條件溫和，一般在常溫常壓下就可進(jìn)行。
[0006](3)既可單獨(dú)處理，又可與其它處理技術(shù)相結(jié)合，如作為生化法的前處理，用以提高廢水的可生化性。
[0007](4)電解設(shè)備及其操作一般比較簡(jiǎn)單，處理費(fèi)用較低。
[0008]目前，人們對(duì)電解催化氧化工藝進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究工作，但是主要從研制高催化活性的極板材料入手，對(duì)有機(jī)物電催化氧化機(jī)理和影響降解效率各種因素進(jìn)行了研究。中國(guó)專利CN102040262A利用流化床電解催化氧化工藝對(duì)低有機(jī)物、高鹽度廢水進(jìn)行處理；岳琳等在期刊《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》(2008年第2期)上發(fā)表的文章《電-多相催化反應(yīng)體系對(duì)垃圾滲濾液的降解》中介紹了利用顆?；钚蕴繛閷?dǎo)電性粒子極板，以負(fù)載金屬氧化物的多相催化劑替代絕緣填料，構(gòu)建電-多相催化氧化體系對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行處理；Rohit和 Misra 在專利 IN2010MU03118A (Three dimensional carbon electrode reactor forelectrochemical degradation of organic pollutants of wastewater)中用三維碳極板反應(yīng)器對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行處理。但是在眾多研究中，關(guān)于極板間催化劑的研究較少且研究主要處于實(shí)驗(yàn)室階段，而能否制備流化性好、活性高、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低的催化劑則是制約電解催化氧化技術(shù)能否大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵所在。
[0009]專利CN102049256A介紹了一種廢水處理催化劑及其制備方法，該發(fā)明的催化劑以活性炭為載體，以銅、鐵、錳、釩、鋅、鈦等金屬氧化物中的一種或幾種為活性組分，被用在廢水催化氧化處理過(guò)程中。該催化劑的制備方法復(fù)雜，需要在高溫條件下反應(yīng)，能耗高，且活性炭真密度為1.90~2.20g/cm3，流化性能較差，在水處理過(guò)程中如果要使催化劑處于流化狀態(tài)需要消耗較高的能量。
[0010]專利CN1429773A介紹了一種用電一多相催化反應(yīng)處理油田廢水的方法及專用裝置，該發(fā)明通過(guò)在外加電場(chǎng)的作用下使油田廢水中有機(jī)污染物在催化劑表面催化氧化。該專利中使用的催化劑通過(guò)在510241203、沸石分子篩或活性炭載體上負(fù)載？6、0)、附111、(:11、T1、W或Pb等活性組分制備而得。該發(fā)明制備的催化劑以常規(guī)浸潰法制備而成，具有活性組分分散性差，易團(tuán)簇的缺點(diǎn)，且SiO2真密度為2.2~2.66g/cm3、Al2O3真密度為3.80~
4.lOg/cm3、沸石分子篩真密度為2.0~2.5g/cm3、活性炭真密度為1.90~2.20g/cm3，流化性能較差，在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性。
[0011]專利CN102040262A中介紹了一種流化床電解催化氧化反應(yīng)裝置和處理方法,該發(fā)明通過(guò)電解陽(yáng)極、陰極和催化劑等三維催化極板電解產(chǎn)生的自由基和催化劑的催化作用處理廢水中的難生物降解有機(jī)物。該專利中提供的催化劑為顆粒狀的活性炭、載有催化活性金屬的活性炭、分子篩或其中幾種的混合物，該催化劑造價(jià)高、耐酸堿腐蝕性差、載體真密度大，在廢水處理過(guò)程中流化性能差，在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性。
[0012]綜上所 述，現(xiàn)有技術(shù)中的電解氧化法工業(yè)廢水處理催化劑及其制備方法，存在如下不足:
[0013]1.載體真密度大，流化性能欠佳，實(shí)際應(yīng)用能耗高；
[0014]2.活性組分分散性差，易團(tuán)簇；
[0015]3.催化劑造價(jià)高、耐酸堿腐蝕性差；
[0016]4.活性低,使用壽命短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，而提供一種催化活性高，活性組分分散性好、流化性能優(yōu)越；載體真密度小，耐腐蝕；處理難生物降解廢水成本低、COD處理效率高，使用壽命較長(zhǎng)的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑。
[0018]本發(fā)明的目的還在于提供一種能耗低、制備工藝簡(jiǎn)單、制造成本較低的的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備方法。
[0019]本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到:
[0020]本發(fā)明的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，包括催化劑載體與活性組分，其特征在于以磺化聚苯乙烯樹(shù)脂為載體，以金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+為活性組分，采用離子交換法，將活性組分金屬離子，分別負(fù)載于所述磺化聚苯乙烯樹(shù)脂載體上，制得催化劑前體A、催化劑前體B、催化劑前體C和催化劑前體D ；電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑由如下按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的催化劑前體組成:
[0021]
催化劑前體A50~90
催化劑前體Bb~--
催化劑前體C5~15
催化劑前體D5~20
[0022]其中:
[0023]①所述催化劑載體磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，選用直徑為0.25~1.0mm,比表面為100~600m2/g的大孔聚苯乙烯樹(shù)脂顆粒，經(jīng)磺化處理而得；磺化后得到的磺化聚苯乙烯樹(shù)脂的真密度為 I.30 ~1.50g/cm3 ；
[0024]②所述活性組分金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+，由各自的水溶性鹽的水溶液提供，水溶液中金屬離子的質(zhì)量百分比濃度分別為:
[0025]
制備催化劑前體A用的Fe2+鹽溶液1.00?8.45
制備催化劑前體B用的鹽溶液1.00?14.20
制備催化劑前體C用的CZ赴溶液L 00?6.90
制備催化劑前體D用的Cu2'鹽溶液1.00?7.60
[0026]③所述活性組分在所述載體上的負(fù)載量為所述各催化劑前體質(zhì)量的1%?20%。
[0027]本發(fā)明的催化劑以磺化聚苯乙烯樹(shù)脂為載體，F(xiàn)e2+Mn2+Cr3+Cu2+為活性組分，活性組分負(fù)載量為1%?20%，能夠有效防止活性組分發(fā)生團(tuán)簇，保證活性組分的活性位暴露充分，經(jīng)測(cè)量，作為催化劑載體磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，其真密度為1.30?1.50g/cm3,比水略大，卻小于氧化招(3.80 ?4.10g/cm3)、二氧化娃(2.2 ?2.66g/cm3)、活性炭(1.90 ?2.20g/cm3)和沸石分子篩(2.0?2.5g/cm3)等載體的密度，因而具有較好的流化性能，解決了已有催化劑流化性能差的問(wèn)題；采用活性組分鉻，使催化劑催化活性更高。應(yīng)用于電解催化氧化裝置中，可有效去除難生物降解廢水中的COD，COD去除率達(dá)到75%以上。從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，完成了本發(fā)明的任務(wù)。
[0028]本發(fā)明的目的還可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到:
[0029]本發(fā)明的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催
化劑由如下按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的催化劑前體組成:
[0030]
催化劑前體A70?m
催化劑前體B7?15
催化劑前體C10?12
[0031]
催化劑前體D6?10
[0032]其中:
[0033]①所述催化劑載體磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，選用直徑為0.5?0.75mm,比表面為300?550m2/g的大孔聚苯乙烯樹(shù)脂顆粒，經(jīng)磺化處理而得；
[0034]②所述活性組分金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+，由各自的水溶性鹽的水溶液提供，水溶液中金屬離子的質(zhì)量百分比濃度分別為:
[0035]
制備催化劑前體A用的Fe2'鹽溶液7.36?8.10
制備催化劑前體B用的Mn”鹽溶液10.55?16.80
制備催化劑前體C用的Cr3+鹽溶液5.90-6.50
制備催化劑前體D用的Cu2+鹽溶液6.40?7.20
[0036]③所述活性組分在所述載體上的負(fù)載量為所述各催化劑前體質(zhì)量的5%?7%。
[0037]是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0038]本發(fā)明的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟:
[0039]①載體一磺化聚苯乙烯樹(shù)脂的制備
[0040]在裝有攪拌的燒瓶中，投入三氯甲烷100ml，大孔聚苯乙烯樹(shù)脂顆粒10g，室溫、攪拌下，緩慢加入30%-50%的發(fā)煙硫酸50ml ;然后，在60?80°C溫度下，磺化160?200分鐘；磺化結(jié)束后，緩慢加入無(wú)水乙醇洗滌3次，抽濾；再用去離子水洗滌至洗滌液中無(wú)SO42'干燥，制得催化劑載體一磺化聚苯乙烯樹(shù)脂；
[0041]②催化劑前體的制備:
[0042]a.活性組分金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+水溶液的制備
[0043]按照擬定配方，分別稱取含有金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+的水溶性鹽，溶解于定量水中，制成所需濃度的活性組分金屬離子溶液，備用；
[0044]b.離子交換
[0045]稱取定量步驟①制備的催化劑載體一磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，分別投入欲制備的催化劑前體A、B、C、D所各自的步驟a制備的金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+水溶液中，控制在15°C?45°C溫度下，進(jìn)行離子交換，反應(yīng)時(shí)間為60min?1200min，然后，抽濾洗滌5次，放置烘箱中，于80°C干燥360min，制得催化劑前體；
[0046]③.電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備
[0047]按照擬定配方，稱取催化劑前體各組分，混合均勻，即得電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑產(chǎn)品。
[0048]本發(fā)明的制備方法對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的催化劑的制備方法進(jìn)行了改進(jìn)，使活性組分分散性能好而具有高的催化活性；而且可以根據(jù)水處理的水質(zhì)和處理工藝需求，機(jī)動(dòng)靈活的修正、調(diào)解催化劑的組分，使其針對(duì)性更佳。對(duì)完成本發(fā)明的任務(wù)做出了突出貢獻(xiàn)。
[0049]本發(fā)明的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備方法，步驟b中的離子交換的反應(yīng)時(shí)間為90min?120min，反應(yīng)溫度為25°C?30°C。是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0050]本發(fā)明的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的應(yīng)用，其特征在于作為電解催化氧化裝置的填料用于催化氧化難生物降解廢水處理，廢水COD去除率> 75%。
[0051 ] 本發(fā)明的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑及其制備方法，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積極效果:
[0052]1.提供了一種催化活性高，活性組分分散性好、流化性能優(yōu)越；載體真密度小，耐腐蝕；處理難生物降解廢水成本低、COD處理效率高的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑。
[0053]2.提供了一種能耗低、制備工藝簡(jiǎn)單、活性組分分散性能好，催化劑具有高的催化活性，制造成本較低的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備方法。
[0054]3.催化劑活性組分分散均勻、組成多樣，對(duì)不同種類的難生物降解廢水都有較好的催化活性和處理效果。
[0055]4.催化劑采用的載體因其真密度比水略大卻小于氧化鋁、二氧化硅、活性炭和分子篩等載體，具有較好的流化性能，在反應(yīng)過(guò)程中具有較高的傳質(zhì)能力，具有高處理效果和低能耗的特點(diǎn)。
[0056]5.作為催化劑活性組分的金屬鹽原料價(jià)格較低，制備成本低；催化劑具有較高的催化活性，對(duì)電極材料要求低，電解設(shè)備投資低，因此廢水的處理費(fèi)用低。[0057]6.作為電解催化氧化裝置的填料用于催化氧化難生物降解廢水處理，廢水COD去除率> 75%。
【具體實(shí)施方式】
[0058]本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述:
[0059]實(shí)施例1
[0060]稱取IOg聚苯乙烯樹(shù)脂小球，加入IOOml氯仿中，加入氯仿中，室溫下邊攪拌邊緩慢加入50ml30%-50%的發(fā)煙硫酸，然后在60°C水浴中磺化180min，磺化結(jié)束后緩慢加入無(wú)水乙醇，抽濾、洗滌3次，然后去離子水洗滌至洗滌液中無(wú)S042_檢出，再用吹風(fēng)機(jī)吹干備用。該步驟重復(fù)多次制備足量磺化聚苯乙烯樹(shù)脂備用。
[0061]配備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.10%的Fe2+鹽溶液120ml加入200ml燒杯中與20g磺化聚苯乙烯樹(shù)脂25°C進(jìn)行離子交換，反應(yīng)時(shí)間為90min，然后對(duì)催化劑前體抽濾洗滌5次，放置烘箱中于80°C干燥360min，得催化劑前體A ;配備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.92%的Mn2+鹽溶液120ml加入200ml燒杯中與20g磺化聚苯乙烯樹(shù)脂25°C進(jìn)行離子交換，反應(yīng)時(shí)間為90min，然后對(duì)催化劑前體抽濾洗滌5次，放置烘箱中于80°C干燥360min，得催化劑前體B ;配備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
6.56%的Cr3+鹽溶液120ml加入200ml燒杯中與20g磺化聚苯乙烯樹(shù)脂25°C進(jìn)行離子交換，反應(yīng)時(shí)間為90min，然后對(duì)催化劑前體抽濾洗滌5次，放置烘箱中于80°C干燥360min，得催化劑前體C ;配備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.2%的Cu2+鹽溶液120ml加入200ml燒杯中與20g磺化聚苯乙烯樹(shù)脂25°C進(jìn)行離子交換，反應(yīng)時(shí)間為90min，然后對(duì)催化劑前體抽濾洗滌5次，放置烘箱中于80°C干燥360min，得催化劑前體D ;按照質(zhì)量比為8:1.5:1:1的比例，對(duì)上述制備的各催化劑前體均勻混合后作為電解催化氧化難生物降解廢水的催化劑投用。經(jīng)檢測(cè)，作為載體的磺化聚苯乙烯樹(shù)脂其真密度為1.37g/cm3,前體A中Fe2+的負(fù)載量為6.8%，B中Mn2+的負(fù)載量為5.2%，C中Cr3+的負(fù)載量為6.2%，D中Cu2+的負(fù)載量為6.0%。
[0062]某煉油廠廢水回用車(chē)間的反滲透裝置產(chǎn)生的濃水COD為150mg/L，pH=7.9。電解催化氧化反應(yīng)裝置選用極板為石墨極板，主要工藝運(yùn)行條件為:常溫常壓下，工作電流3A，工作電壓7.6V，調(diào)節(jié)入口難降解廢水pH=3.0，催化劑裝填量與電解催化氧化反應(yīng)池的體積比為0.4，進(jìn)水量為9L/h，提升氣體采用空氣，進(jìn)氣量為45L/h。經(jīng)過(guò)處理后，出水COD為30mg/L, COD去除率為80%。
[0063]實(shí)施例2
[0064]采用與實(shí)施例1相同的步驟對(duì)選用的載體進(jìn)行磺化后，分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.52%的Fe2+鹽溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.28%的Mn2+鹽溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.28%的Cr3+鹽溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.80%的Cu2+鹽溶液與磺化后的載體在20°C進(jìn)行離子交換，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)檢測(cè)，A中Fe2+的負(fù)載量為3.3%，B中Mn2+的負(fù)載量為3.4%，C中Cr3+的負(fù)載量為2.9%，D中Cu2+的負(fù)載量為3.3%。按與實(shí)施例1相同的步驟將制備催化劑使用。
[0065]采用實(shí)施例1的工藝參數(shù)，處理與實(shí)施例1相同的廢水，經(jīng)過(guò)處理后，出水COD為39mg/L，COD 去除率為 74%。
[0066]實(shí)施例3
[0067]采用與實(shí)施例1相同的步驟在對(duì)選用的載體進(jìn)行磺化后，分別用與實(shí)施例1相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+的鹽溶液與磺化后的載體45°C進(jìn)行離子交換，反應(yīng)時(shí)間為900min,反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)檢測(cè)，A中Fe2+的負(fù)載量為7.3%, B中Mn2+的負(fù)載量為5.9%, C中Cr3+的負(fù)載量為7.5%，D中Cu2+的負(fù)載量為7.2%。按與實(shí)施例1相同的步驟將制備催化劑使用。
[0068]采用實(shí)施例1的工藝參數(shù)，處理與實(shí)施例1相同的廢水，經(jīng)過(guò)處理后，出水COD為35mg/L, COD 去除率為 76.7%。
[0069]實(shí)施例4
[0070]采用實(shí)施例1的步驟制備催化劑前體，按照質(zhì)量比為7:2:1:1的比例，對(duì)上述制備的各催化劑前體均勻混合，作為電解催化氧化難生物降解廢水的催化劑使用。
[0071]采用實(shí)施例1的工藝參數(shù)，處理與實(shí)施例1相同的廢水，經(jīng)過(guò)處理后，出水COD為35mg/L, COD 去除率為 76.7%。
[0072]實(shí)施例5
[0073]采用實(shí)施例1的步驟制備催化劑前體，按照質(zhì)量比為7:2:1.5:1的比例，對(duì)上述制備的各催化劑前體均勻混合，作為電解催化氧化難生物降解廢水的催化劑使用。
[0074]采用實(shí)施例1的工藝參數(shù)，處理與實(shí)施例1相同的廢水，經(jīng)過(guò)處理后，出水COD為36mg/L, COD 去除率為 76%。
[0075]實(shí)施例6
[0076]采用與實(shí)施例1相同的催化劑制備步驟和相同的催化劑前體質(zhì)量混合比例，制備的催化劑作為電解催化氧化難生物降解廢水的催化劑使用。
[0077]某熱電廠化學(xué)制水裝置再生廢水:C0D為120mg/L，pH=4.1。采用實(shí)施例1的工藝參數(shù)，電解催化氧化反應(yīng)裝置選用極板為不銹鋼極板，對(duì)該廢水進(jìn)行處理后，出水COD為25mg/L, COD 去除率為 79.2%。
[0078]實(shí)施例7
[0079]采用與實(shí)施例1相同的催化劑制備步驟和實(shí)施例4相同的催化劑前體質(zhì)量混合比例后，制得的催化劑作為電解催化氧化難生物降解廢水的催化劑使用。
[0080]采用實(shí)施例1的工藝參數(shù)，處理與實(shí)施例6相同的廢水，經(jīng)過(guò)處理后，出水COD為27mg/L, COD 去除率為 77.5%。
【權(quán)利要求】
1.一種電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，包括催化劑載體與活性組分，其特征在于以磺化聚苯乙烯樹(shù)脂為載體，以金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+和Cu2+為活性組分，采用離子交換法，將活性組分金屬離子，分別負(fù)載于所述磺化聚苯乙烯樹(shù)脂載體上，分別制得催化劑前體A、催化劑前體B、催化劑前體C和催化劑前體D，所述各活性組分在所述載體上的負(fù)載量為所述各催化劑前體質(zhì)量的1%~20% ;電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑由如下按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的催化劑前體組成:催化劑前體A50~90催化劑前體B6~30催化劑前體C5~]5催化劑前體D5~20 o
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，其特征在于電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑由如下按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的催化劑前體組成:催化劑前體A70~85催化劑前體B7~15催化劑前體C10~12催化劑前體D6~10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，其特征在于所述催化劑載體磺化聚苯乙烯樹(shù)脂`，選用直徑為0.25~1.0mm,比表面為100~600m2/g的大孔聚苯乙烯樹(shù)脂顆粒，經(jīng)磺化處理而得；磺化后得到的磺化聚苯乙烯樹(shù)脂的真密度為1.30~1.50g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，其特征在于所述催化劑載體磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，選用直徑為0.5~0.75mm,比表面為300~550m2/g的大孔聚苯乙烯樹(shù)脂顆粒，經(jīng)磺化處理而得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，其特征在于所述活性組分金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+，由各自的水溶性鹽的水溶液提供，水溶液中金屬離子的質(zhì)量百分比濃度分別為:制備催化劑前體A用的Fe2+鹽溶液1.00~8.45制備催化劑前體B用的鹽溶液1.00~14.20制備催化劑前體C Jjj的Cr3+鹽溶液1.00~6.90制備催化劑前體D用的Cu2+鹽溶液1.00~7.60。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，其特征在于所述水溶液中金屬離子的質(zhì)量百分比濃度分別為:制備催化劑前體A用的Fe2—鹽溶液7.36~8.10制備催化劑前體B用的Mrf鹽溶液10.55~16.80制備催化劑前體C用的Cr3+鹽溶液5.90~6.50制備催化劑前體D用的Cu2+鹽溶液6.40~7.20。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑，其特征在于所述活性組分在所述載體上的負(fù)載量為所述各催化劑前體質(zhì)量的5%~7%。
8.權(quán)利要求1的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟: ①載體一磺化聚苯乙烯樹(shù)脂的制備 在裝有攪拌的燒瓶中，投入三氯甲烷100ml，大孔聚苯乙烯樹(shù)脂顆粒10g，室溫、攪拌下，緩慢加入30%-50%的發(fā)煙硫酸50ml ;然后，在60~80°C溫度下，磺化160~200分鐘；磺化結(jié)束后，緩慢加入無(wú)水乙醇洗滌3次，抽濾；再用去離子水洗滌至洗滌液中無(wú)SO42'干燥，制得催化劑載體一磺化聚苯乙烯樹(shù)脂； ②催化劑前體的制備: a.活性組分金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+水溶液的制備 按照擬定配方，分別稱取含有金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+的水溶性鹽，溶解于定量水中，制成所需濃度的活性組分金屬離子溶液，備用； b.離子交換 稱取定量步驟①制備的催化劑載體一磺化聚苯乙烯樹(shù)脂，分別投入欲制備的催化劑前體A、B、C、D所各自的步驟a制備的金屬離子Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+水溶液中，控制在15°C~45°C溫度下，進(jìn)行離子交換，反應(yīng)時(shí)間為60min~1200min，然后，經(jīng)抽濾洗滌、干燥制得催化劑前體； ③.電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備 按照擬定配方，稱取催化劑前體各組分，混合均勻，即得電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電解氧化法工業(yè)廢水處理復(fù)合催化劑的制備方法，其特征在于步驟b中的離子交換的反應(yīng)時(shí)間為90min~120min，反應(yīng)溫度為25°C~30°C。
【文檔編號(hào)】C02F1/461GK103721746SQ201210387072
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】鄒宗海, 李波, 潘咸峰, 劉婷婷 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司