用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，主要针对现有催化剂仅能在酸性环境下进行废水处理的局限性而提供一种在碱性环境下也能进行废水处理的催化剂的制备方法。本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法包括如下步骤：步骤1：将铝粉、铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后压制成预定规格的铝铜球；步骤2：将所述的铝铜球置于惰性或还原性气氛中焙烧，制得铝铜催化剂；与现有的催化剂的制备方法相比，本发明所制备的铝铜催化剂能够适应酸性、中性及碱性废水环境，废水处理范围更大，成本更低。
【专利说明】
用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及环境工程中废水处理技术领域，尤其设计一种用于处理有机废水的铝 铜催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 在目前实验研究和工程实践中，采用零价铁和催化铁还原法处理工业有机废水的 研究已经有很多报道，但这些工艺的实施还存在许多局限。比如，铁碳法和催化铁还原法处 理废水的最适宜处理范围都在酸性，在碱性特别是pH>12时处理效果差，而实际有大量的工 业废水都是强碱性，若采用酸去中和废水，酸耗量大，且增加了工艺流程的复杂性，增加了 操作及维护成本。
[0003] 而铝作为两性金属，能与酸或碱反应，在碱性条件处理废水时，会比铁更有优势。 同时，以铜代替铁碳法中的碳，形成铝铜原电池，扩大了两电极之间的电位差，使原电池反 应的推动力更大，进一步提高了废水的处理效果。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种工艺简单、制造成品不板结且损耗低的用于处理有机废水的铝铜 催化剂的制备方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明一种用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0006] 步骤1:将铝粉、铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后压制成预定规格的铝铜 球；
[0007] 步骤2:将所述的铝铜球置于惰性或还原性气氛中焙烧，制得铝铜催化剂。
[0008] 进一步地，所述将铝粉、铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后压制成预定规 格的铝铜球是通过下述方法实现的：
[0009] 将铝粉和铜粉分别过筛获得的粒径小于100目的备用铝粉、铜粉；
[0010] 将备用铝粉和铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后加入钢模，用挤压成型机 压制钢模制成预定规格的铝铜球。
[0011] 进一步地，所述将所述的铝铜球置于惰性或还原性气氛中焙烧，制得铝铜催化剂 的具体步骤为：
[0012] 将步骤1制得的所述铝铜球在110°C下干燥两小时；
[0013] 将干燥后的铝铜球放入焙烧炉中，在所述焙烧炉中通入惰性或还原性气体，所述 焙烧炉以〇.5-2°C/min的升温速率升温至焙烧温度为400-650°C;
[0014] 在焙烧温度为400-650°C条件下保温1-6小时；
[0015]将焙烧后的铝铜球冷却至室温。
[0016] 进一步地，所述粘结剂为有机粘结剂和/或无机粘结剂；
[0017] 所述有机粘结剂包括聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或几 种；
[0018] 所述无机粘结剂包括硅酸钠和/膨润土。
[0019] 进一步地，所述预定比例为：所述铝粉重量百分比含量50-90%，铜粉重量百分比 含量9-49%，粘结剂重量百分比含量为1-20%，其中所述铝粉含量、铜粉含量和粘结剂含量 的总和为1。
[0020] 进一步地，所述预定比例为：所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为： 55%、40%、5% ;或
[0021 ]所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为:70%、20%、10% ;或 [0022]所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为:50%、30%、20% ;或 [0023]所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为:55%、30%、15%。
[0024]进一步地，所述预定规格为错铜球的直径为l-3cm。
[0025] 进一步地，所述还原性气体为氢气;惰性气体为氮气。
[0026] 本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法制得的催化剂可用于制药、制 革、造纸、印染及焦化等行业难降解有机废水的处理，能高效除去酸性至碱性废水中的C0D 值。
[0027]本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法具有如下优点：
[0028] (1)与现有的催化剂的制备方法相比，本发明所制备的铝铜催化剂能够适应酸性、 中性及碱性废水环境，废水处理范围更大，成本更低。
[0029] (2)与现有技术相比，本发明所制备的催化剂通过高温冶炼形成铝铜合金，催化剂 在使用过程中不易流失，保证内电解反应持续稳定进行。
[0030] (3)现有技术的催化剂相比，本发明所制备的催化剂中合金结构比表面积、强度和 活性更好。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
[0033]如图1所示，本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0034] 步骤1:将铝粉、铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后压制成预定规格的铝铜 球；
[0035] 将铝粉和铜粉分别过筛获得的粒径小于100目的备用铝粉、铜粉；
[0036] 将备用铝粉和铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后加入钢模，用挤压成型机 压制钢模制成预定规格的铝铜球。
[0037] 步骤2:将所述的铝铜球置于惰性或还原性气氛中焙烧，制得铝铜催化剂。
[0038] 将步骤1制得的所述铝铜球在110°C下干燥两小时；
[0039] 将干燥后的铝铜球放入焙烧炉中，在所述焙烧炉中通入惰性或还原性气体，所述 焙烧炉以〇.5-2°C/min的升温速率升温至焙烧温度为400-650°C;
[0040] 将所述铝铜球在焙烧温度为400-65(TC条件下保温1-6小时；
[0041 ]将焙烧后的铝铜球冷却至室温。
[0042]下面给出本发明用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法的几个具体实施例。 [0043] 实施例1
[0044] 本实施例采用的铜粉、铝粉的粒径为100-150目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成 (重量百分比）如下：
[0045]
[0046] 将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为2cm的铝铜 球。将铝铜球于110°C干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氮气气氛，以0.5°C/min的升温速 率程序升温至550°C，然后保温5小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
[0047] 实施例2
[0048] 本实施例采用的铜粉、铝粉的粒径为100-200目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成 (重量百分比）如下：
[0049]
[0050] 将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为lcm的铝铜 球。将铝铜球于110°C干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氢气气氛，以1°C/min的升温速率 程序升温至600°C，然后保温2小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
[0051 ] 实施例3
[0052] 本实施例采用的铜粉、铝粉的粒径为150-200目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成 (重量百分比）如下：
[0053]
[0054] 将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为3cm的铝铜 球。将铝铜球于110°c干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氮气气氛，以1.5°C/min的升温速 率程序升温至650°C，然后保温2小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
[0055] 实施例4
[0056] 本实施例采用的铜粉、铝粉的粒径为150-200目，所用铝粉、铜粉、粘结剂的组成 (重量百分比）如下：
[0057]
[0058] 将原料按上述比例均匀混合后，加入钢模，用挤压成型机压制成直径为3cm的铝铜 球。将铝铜球于ll〇°C干燥2小时，然后放入焙烧炉中，保持氮气气氛，以2°C/min的升温速率 程序升温至550°C，然后保温6小时，最后自然冷却至室温，制得催化剂。
[0059] 以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发 明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、 修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要 求范围当中。
[0060] 其中，所述粘结剂可采用有机粘结剂和/或无机粘结剂包括聚乙烯醇、羟丙基甲基 纤维素、羧甲基纤维素、硅酸钠、膨润土中的一种或几种。
[0061] 铝粉、铜粉、粘结剂的组成可为:所述铝粉重量百分比含量50-90%，铜粉重量百分 比含量9-49%，粘结剂重量百分比含量为1-20%，且采用上述比例的所述铝粉含量、铜粉含 量和粘结剂含量的总和为1。铝铜催化剂的焙烧升温速率可为〇.5-2°C/min内任意值，铝铜 催化剂的焙烧温度在400-650 °C之间，焙烧时间可为1 -6小时。
[0062] 以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本 技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在 本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:包括如下步骤： 步骤1:将铝粉、铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后压制成预定规格的铝铜球； 步骤2:将所述的铝铜球置于惰性或还原性气氛中焙烧，制得铝铜催化剂。2. 根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:所 述将铝粉、铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后压制成预定规格的铝铜球是通过下述 方法实现的： 将铝粉和铜粉分别过筛获得的粒径小于100目的备用铝粉、铜粉； 将备用铝粉和铜粉以及粘结剂按照预定比例混合均匀后加入钢模，用挤压成型机压制 钢模制成预定规格的铝铜球。3. 根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:所 述将所述的铝铜球置于惰性或还原性气氛中焙烧，制得铝铜催化剂的具体步骤为： 将步骤1制得的所述铝铜球在ll〇°C下干燥两小时； 将干燥后的铝铜球放入焙烧炉中，在所述焙烧炉中通入惰性或还原性气体，所述焙烧 炉以0.5-2°C/min的升温速率升温至焙烧温度为400-650°C; 在焙烧温度为400-650 °C条件下保温1-6小时； 将焙烧后的铝铜球冷却至室温。4. 根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:所 述粘结剂为有机粘结剂和/或无机粘结剂； 所述有机粘结剂包括聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或几种； 所述无机粘结剂包括娃酸钠和/膨润土。5. 根据权利要求1所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:所 述预定比例为:所述铝粉重量百分比含量50-90%，铜粉重量百分比含量9-49%，粘结剂重 量百分比含量为1-20%，其中所述铝粉含量、铜粉含量和粘结剂含量的总和为1。6. 根据权利要求5所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:所 述预定比例为:所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为:55%、40%、5%;或 所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为:70%、20%、10%;或 所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为:50 %、30 %、20 % ;或 所述铝粉、铜粉、粘结剂的重量百分比含量分别为:55 %、30 %、15 %。7. 根据权利要求2所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:所 述预定规格为铝铜球的直径为l-3cm〇8. 根据权利要求3所述的用于处理有机废水的铝铜催化剂的制备方法，其特征在于:所 述还原性气体为氢气;惰性气体为氮气。
【文档编号】C02F1/461GK105854879SQ201610226972
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】李启超, 程寒飞, 刘训东, 詹茂华, 安浩, 冯植飞
【申请人】中冶华天工程技术有限公司, 中冶华天（安徽）节能环保研究院有限公司