专利名称：：用于微波强化ClO<sub>2</sub>催化氧化工艺的催化剂MnO<sub>x</sub>/活性炭纤维的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种催化剂的制备方法。技术背景cio2催化氧化法是一种新型高效的催化氧化水处理技术，是利用强氧化剂C102在催化剂存在的条件下，催化氧化降解废水中的有机污染物，以达到直接氧化有机污染物为最终产物或将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物，提高废水可生化性的目的；但现有方法反应时间长、氧化剂投加量大。同时现有技术多采用活性炭或改性活性炭为催化剂，造成工艺运行成本高，活性炭再生困难并且适用范围小，限制了此技术的实际应用范围。
发明内容本发明的目的是为了解决现有C102催化氧化法存在反应时间长、氧化剂投加量大、成本高、适用范围小等缺点；而提供了一种用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂MnO/活性炭纤维的制备方法。本发明用于微波强化CK)2催化氧化工艺的催化剂MnOx/活性炭纤维的制备方法是由下述步骤实现的一、用蒸馏水清洗比表面积为600~1400m2/g活性炭纤维(简称为ACF，作催化剂的载体)三至五次，再在8011(TC条件下烘干，然后浸渍于浓度为0.050.5mol/L的硝酸溶液中；二、将浸渍后的活性炭纤维在50~200W微波功率下辐照37min，再在8011(TC条件下烘干；三、将经步骤二处理后的活性炭纤维加入浓度为0.05mol/LMnCl2溶液中浸渍1224h，其中活性炭纤维重量与MnCl2溶液的体积比为lg:10100mL，然后过滤，过滤后的剩余物采用6080。C的恒温水浴干燥612h，再在8011(TC电热恒温干燥24h;冷却至室温；然后以l~5°C/min的升温速度升至300400°C，焙烧13h，即得到用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维。与现有技术相比较，将本方明制备的催化剂用于微波强化ClCb催化氧化工艺，在达到相同处理效果前提下可以减少氧化剂C102用量，其用量节省约1/3;并縮短反应时间，由传统的几十分钟縮短到6min;拓宽pH值的适用范围，由传统的pH值37拓展到pH值29;并且提高了处理效率，而且出水温度适宜、投加方式和设备简单、操作方便等优点，为水中难降解有机污染物去除提供了一种新型高效的处理工艺。本发明的方法工艺简单便于操作。图1是具体实施方式十四制备的催化剂MnOx/活性炭纤维表面的XPS全谱图，图2是具体实施方式十四制备的催化剂MnOx/活性炭纤维表面Mn2p的XPS谱图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式中用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维的制备方法是由下述步骤实现的一、用蒸馏水清洗比表面积为6001400m2/g活性炭纤维(简称为ACF，作催化剂的载体)三至五次，再在8011(TC条件下烘干，然后浸渍于浓度为0.050.5mol/L的硝酸溶液中；二、将浸渍后的活性炭纤维在50200W微波功率下辐照37min，再在80ll(TC条件下烘干；三、将经步骤二处理后的活性炭纤维加入浓度为0.05mol/LMnCl2溶液中浸渍1224h，其中活性炭纤维重量与MnCl2溶液的体积比为lg:10100mL，然后过滤，过滤后的剩余物采用608(TC的恒温水浴干燥612h，再在80ll(TC电热恒温干燥24h;冷却至室温；然后以l5°C/min的升温速度升至30040(TC，焙烧l3h，即得到用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维。本实施方式步骤三采用恒温水浴干燥除去浸渍后载体上吸附的大量水份和金属盐(锰盐)的结合水，随着水分蒸发，活性组分在载体表面迁移；冷却后再进行电热恒温干燥过程中金属盐在载体上分散迁移，前体(锰盐)发生结晶形成活性组分颗粒。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中活性炭纤维的比表面积为800~1200m2/g。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中活性炭纤维的比表面积为1000m2/g。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是歩骤二中微波的功率为100~150W。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中微波的功率为120W。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中恒温水浴干燥的温度为65~75°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中恒温水浴干燥的温度为7(TC。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中电热恒温干燥的温度为85-100°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中电热恒温干燥的温度为90°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中焙烧320380°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式十一本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中焙烧35(TC。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式十二本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中升温速度为2~4°C/min。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式十三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中升温速度为3'C/min。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式十四本实施方式中用于微波强化CK)2催化氧化工艺的催化剂MnCV活性炭纤维的制备方法是由下述步骤实现的:一、用蒸馏水清洗比表面积为1061m2/g活性炭纤维五次，再在ll(TC条件下烘干，然后浸渍于浓度为0.05mol/L的硝酸溶液中；二、将浸渍后的活性炭纤维在50200W微波功率下辐照37min，再在ll(TC条件下烘干；三、将经步骤二处理后的活性炭纤维加入浓度为0.05mol/LMnCl2溶液中浸渍24h，其中活性炭纤维重量与MnCl2溶液的体积比为lg:20ml，然后过滤，过滤后的剩余物采用8(TC的恒温水浴干燥12h，再在11(TC电热恒温干燥4h;冷却至室温；然后以3。C/min的升温速度升至35(TC，焙烧2h，即得到用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维。经测试，本发明制备的催化剂表面Mn(X/活性炭纤维上存在Mn种类如图1所示。由图2可知，Mn2p峰对应的电子结合能640.7eV、641.2eV、641.5eV、642.1eV分别对应于MnO、a-Mn203、Y-Mn203、Mn02晶形的电子结合能，而且Mn2p谱峰比较宽说明催化剂中的Mn是以多种价态存在。本实施方式制备的MnCy活性炭纤维催化剂对微波强化C102催化氧化苯酚废水(200mg/L)的处理效果，与在相同反应温度下的其他处理工艺对比结果如表1所示。结果表明，本专利发明的催化剂对C102氧化水中有机物具有明显的催化效果，且与微波具有协同作用。表1不同工艺的COD去除率的对比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1.用于微波强化ClO2催化氧化工艺的催化剂MnOx/活性炭纤维的制备方法，其特征在于用于微波强化ClO2催化氧化工艺的催化剂MnOx/活性炭纤维的制备方法是由下述步骤实现的一、用蒸馏水清洗比表面积为600～1400m2/g活性炭纤维三至五次，再在80～110℃条件下烘干，然后浸渍于浓度为0.05～0.5mol/L的硝酸溶液中；二、将浸渍后的活性炭纤维在50～200W微波功率下辐照3～7min，再在80～110℃条件下烘干；三、将经步骤二处理后的活性炭纤维加入浓度为0.05mol/LMnCl2溶液中浸渍12～24h，其中活性炭纤维重量与MnCl2溶液的体积比为1g∶10～100mL，然后过滤，过滤后的剩余物采用60～80℃的恒温水浴干燥6～12h，再在80～110℃电热恒温干燥2～4h；冷却至室温；然后以1～5℃/min的升温速度升至300～400℃，焙烧1～3h，即得到用于微波强化ClO2催化氧化工艺的催化剂MnOx/活性炭纤维。2、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤一中活性炭纤维的比表面积为800~1200m7g。3、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤一中活性炭纤维的比表面积为1000m2/g。4、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂MnCV活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤二中微波的功率为100150W。5、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂MnO/活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤二中微波的功率为120W。6、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤三中恒温水浴干燥的温度为65~75°C。7、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂MnCV活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤三中电热恒温干燥的温度为85100°C。8、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂MnOx/活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤三中焙烧320380°C。9、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤三中升温速度为24°C/min。10、根据权利要求1所述的用于微波强化C102催化氧化工艺的催化剂Mn(V活性炭纤维的制备方法，其特征在于步骤三中升温速度为3°C/min。全文摘要用于微波强化ClO<sub>2</sub>催化氧化工艺的催化剂MnO<sub>x</sub>/活性炭纤维的制备方法，它涉及一种催化剂的制备方法。本发明解决了。方法的步骤如下1.用蒸馏水清洗活性炭纤维，再烘干；2.在硝酸溶液中浸渍；再微波辐照后烘干；3.再在MnCl<sub>2</sub>溶液中浸渍，过滤，过滤后的剩余物恒温水浴干燥，再电热恒温干燥；冷却至室温；最后焙烧，即得到产品。本发明的制备方法工艺简单便于操作。本发明具有减少氧化剂ClO<sub>2</sub>的用量、拓宽pH适用范围、加快氧化反应速度，缩短反应时间，从而达到高效快速氧化处理水中难降解有机污染物之目的。文档编号C02F1/76GK101298044SQ200810064610公开日2008年11月5日申请日期2008年5月28日优先权日2008年5月28日发明者刘青松,史书杰,毕晓伊,焦春艳,鹏王申请人:哈尔滨工业大学