一种臭氧催化氧化催化剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种臭氧催化氧化催化剂及其应用。
【背景技术】
[0002] 炼油废水是石油炼制与加工过程中产生的一类废水。由于原油的种类多，因此，炼 油废水水质成分复杂，且变化较大，可生化性差，COD、N&-N浓度高，生化处理工艺容易受到 冲击，处理效果不稳定。
[0003] 随着国家节能减排工作的推进，国家和地方先后出台了更加严格的排放标准和减 排指标。然而，一方面，由于排放标准不断提高，污染物的去除率要求便不断提高，另一方 面，企业减排压力越来越大，解决运一问题的关键是研发炼油废水深度处理与回用技术，在 将达标排放的废水深度处理降低污染物的排放浓度的同时，还可将其回用到循环冷却水系 统，实现节水减排的目标，一举两得。
[0004] 臭氧氧化技术是处理炼油废水集成工艺中极其重要的一个环节，该技术利用催化 剂的催化作用，能将臭氧快速分解成径基自由基，径基自由基非常活泼，能将废水中难分解 的醇、酬、有机酸和醋类物质继续氧化分解，对有机污染物氧化更加彻底，去除效率高。
[0005] 然而，在将现有技术提供的催化剂用于臭氧催化氧化技术中时存在各种各样的缺 陷，例如，公开号为CN101982237A中公开的一种处理炼油废水臭氧催化氧化催化剂的制备 方法，该方法采用无定形氧化侣与径基氧化铁粉末形成的混合物进行造粒、养护、烘干、赔 烧后得到成品催化剂，该催化剂的制备方法简便且绿色环保，然而，使用该催化剂处理炼油 废水时催化剂的使用寿命短，且催化效率等性能不佳。利用公开号为CN102923913A中所设 及的催化剂处理炼油废水时也存在上述催化剂使用寿命短W及催化性能不佳的缺陷。
[0006] 因此，开发一种新的物化性能稳定的非均相臭氧催化氧化催化剂显得尤为必要。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种新的物化性能稳定的臭氧催化氧 化催化剂，而且，本发明所述的臭氧催化氧化催化剂还具有廉价、工艺简单、绿色环保、使用 寿命长W及催化活性高的优点。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提供一种臭氧催化氧化催化剂，该催化剂包括载体和 负载在所述载体上的活性组分和助剂，所述载体包括丫-氧化侣，所述活性组分元素包括 Fe、Μη、Cu和Co,所述助剂元素包括Ce和Mg。
[0009] 另一方面，本发明还提供一种本发明所述的催化剂在处理高酸重质原油加工废水 中的应用。
[0010] 本发明提供的臭氧催化氧化催化剂能够长时间地维持稳定的物化性能，而且本发 明所述的臭氧催化氧化催化剂具有廉价、工艺简单、绿色环保、使用寿命长W及催化活性高 的优点。例如，通过本发明的测试例的结果还可W看出，采用本发明所述的催化剂处理高酸 重质原油加工废水持续6个月后，本发明的催化剂的物化数据W及负载量的变化不大，说 明本发明所述的催化剂的性能稳定。而且，从本发明的实施例和测试例的数据可w看出：利 用本发明所述的臭氧催化氧化催化剂处理高酸重质原油加工废水时，出水CODcr的去除率 明显高于用对比例中的催化剂处理高酸重质原油加工废水时的出水CODcr去除率。
[0011] 优选情况下，将本发明所述的臭氧催化氧化催化剂用于处理高酸重质原油加工废 水时，不仅能使企业废水达标排放，还可将其回用到循环水冷却水系统，为企业实现减排目 标提供技术支持。
[0012] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予W详细说明。
【具体实施方式】
[0013] W下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0014] 在本发明中，需要特别说明的是，在没有相反说明的情况下，所述化、MnXu、Co、Ce 和Mg均是代表相应的元素。
[0015] 在本发明中，所述"第一"和"第二"仅用于区分，不代表先后次序，本领域技术人 员不应理解为对本发明的技术方案的限制。
[0016] 一方面，本发明提供了一种臭氧催化氧化催化剂，该催化剂包括载体和负载在所 述载体上的活性组分和助剂，所述载体包括丫-氧化侣，所述活性组分元素包括化、Μη、化 和Co,所述助剂元素包括Ce和Mg。
[0017] 在本发明中，作为载体的丫-氧化侣可W为球形。
[001引在本发明中，对所述活性组分的种类没有特别的要求，可W为本领域内常规使用 的含有本发明的包括化元素、Μη元素、化元素和Co元素在内的一种或者多种化合物，优选 为包括化元素、Μη元素、化元素和Co元素在内的氧化物，即所述活性组分优选为所述活性 组分元素的氧化物。在本发明中，只要所述活性组分至少能够提供化元素、Μη元素、化元 素和Co元素即可，优选所述活性组分为所述活性组分元素的氧化物。
[0019] 在本发明中，对所述助剂的种类没有特别的要求，可W为本领域内常规使用的含 有本发明的包括Ce元素和Mg元素在内的一种或者多种化合物。在本发明中，只要所述助 剂至少能够提供Ce元素和Mg元素即可。
[0020] 本发明前述描述的含有载体和负载在载体上的活性组分和助剂的臭氧催化氧化 催化剂具有廉价、使用寿命长催化活性高W及催化性能稳定的优点。
[0021] 根据本发明所述的臭氧催化氧化催化剂，其中，W所述催化剂的总重量计，所述活 性组分元素 W氧化物计的总含量可W为6-12重量％ ;优选地，所述活性组分元素 W氧化物 计的总含量为8-10重量％。在本发明中，所述活性组分元素 W氧化物计的总含量是指，本 发明的所述臭氧催化氧化催化剂中所含有的所有活性组分元素 W其相应的氧化物计时的 总含量。
[0022] 根据本发明所述的臭氧催化氧化催化剂，其中，W所述催化剂的总重量计，所述助 剂元素 W氧化物计的总含量可W为1. 5-2. 5重量％;优选地，所述助剂元素 W氧化物计的总 含量为1. 8-2. 2重量％。在本发明中，所述助剂元素 W氧化物计的总含量是指，本发明的所 述臭氧催化氧化催化剂中所含有的所有助剂元素 W其相应的氧化物计时的总含量。
[0023] 在本发明所述的臭氧催化氧化催化剂中，所述化、Μη、化和Co的含量可W相同或 不同。优选情况下，在本发明所述的臭氧催化氧化催化剂中，且w所述催化剂的总重量计， 所述化、Μη、化和Co W氧化物计的含量可W分别为1.5-2. 5重量％，更加优选地，所述化、 Μη、化和Co W氧化物计的含量可W分别为1. 8-2. 2重量％。
[0024] 在本发明所述的臭氧催化氧化催化剂中，所述Ce和Mg的含量可W相同或不同。 优选情况下，在本发明所述的臭氧催化氧化催化剂中，且W所述催化剂的总重量计，所述Ce 和Mg W氧化物计的含量可W分别为0. 7-1. 5重量％，更加优选地，所述Ce和Mg W氧化物 计的含量可W分别为0. 9-1. 1重量％。
[0025] 根据本发明所述的臭氧催化氧化催化剂，其中，所述催化剂的比表面积可W为 270-290m2/g，优选为 274-285m2/g。
[0026] 根据本发明所述的臭氧催化氧化催化剂，其中，所述催化剂的孔容可W为 0. 4-0. 55mL/g，优选为0. 44-0. 51mL/g。在本发明中，所述孔容是指Ig催化剂中的总孔容 积，也就是常规意义中的比孔容。
[0027] 根据本发明所述的臭氧催化氧化催化剂，其中，所述催化剂的孔径可W为 6-7. 8nm，优选为6. 4-7. 3nm。在本发明中，所述孔径是指催化剂中的孔直径。
[0028] 本发明对上述含有载体和负载在载体上的活性组分和助剂的臭氧催化氧化催化 剂的制备方法没有特别的限定，本领域技术人员可W通过采用本领域内常规使用的催化剂 的制备方法制备得到。例如，在本发明中，可W将含有本发明所述的活性组分元素的化合物 W及含有本发明所述的助剂组分元素的化合物溶于水或其它溶剂中，并与所述载体接触， 使得所述活性组分元素和所述助剂元素负载在所述载体上，然后进行常规的干燥和赔烧操 作即可W获得本发明所述的臭氧催化氧化催化剂。
[0029] 特别优选情况下，本发明的发明人发现采用如下方法制备得到的臭氧催化氧化催 化剂的催化性能更加稳定，催化剂的催化活性更高。因此，本发明提供如下优选的制备方法 W制备本发明所述的臭氧催化氧化催化剂。
[0030] 一