CeO2∕Al2O3催化剂的制备表征及在污水处理中的应用.pdf

《CeO2∕Al2O3催化剂的制备表征及在污水处理中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷2017盆第1期1月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．33No．1Jan．2017219Ce02／A1203催化剂的制备表征及在污水处理中的应用张兰河1，周靖1，(1．东北电力大学化学工程学院，郭映辉1，张海丰1，贾艳萍1，王旭明2吉林132012；2．北京农业生物技术研究中心，北京100089)摘要：为了提高臭氧催化氧化污水深度处理的效率，分别利用Ce02和A1203作为活性组分和载体制备掺

2、杂型Ce02／A1203催化剂，通过*射线衍射、透射电镜、N2吸附脱附曲线、x射线光电子能谱等方法对催化剂性能进行表征，考察CeOJAl203催化活性的变化，分析催化臭氧化去除有机物的作用机制。结果表明，制备的掺杂型CeOz／A1203催化剂具有较大的比表面积、孔容和孔径，分别达到125m2／g、0．2422cm3／g和7．7778nln。催化剂的活性组分主要为高度结晶化立方萤石结构的Ce02，煅烧并未改变Ce02的结构晶型。当进水化学需氧量(Chemicaloxygendemand)为70～80

3、mgm，催化剂用量为110gm，臭氧浓度为18g／m3，pH值为7．8时，COD去除率最高42．8％。较高的催化效率归功于活性物质Ce02中同时具有Ce3_和Ce4+，加速了臭氧生成更多的强氧化性’OH，催化剂的多孔结构为有机物的降解提供了充足的反应空间。催化剂使用寿命长，当催化剂重复使用5次后，COD去除率仍保持40％以上。关键词：污水；催化剂；臭氧；Ce02／A1203；催化臭氧化；污水深度处理doi：10．11975／j．issn．1002·6819．2017．01．030中图分类号：X70

4、3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2017)一叭一0219—06张兰河，周靖，郭映辉，张海丰，贾艳萍，王旭明．Ce02／A120，催化剂的制备表征及在污水处理中的应用[J]．农业工程学报，2017，33(1)：219--224．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．01．030http：／／www．tcsae．orgZhangLanhe，ZhouJing，GuoYinghui，ZhangHaifeng，JiaYanping，WangXuming．Prep

5、arationandcharacterizationofCe02／A1203anditsapplicationonadvancedtreatmentofwastewater[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2017，33(1)：219--224．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2

6、017．01．030http：／／www．tcsae．org0引言臭氧(O，)具有强氧化性和环境友好性，在污水深度处理中被广泛应用[1之]。然而，单独使用O，氧化有机物存在耗能高、选择性强、易生成小分子副产物等问题[3j】。催化臭氧化技术利用催化剂促进臭氧分解形成氧化性更强的羟基自由基(·OH)，可以实现对有机物的彻底氧化[6]。催化臭氧化技术分为均相催化臭氧化和多相催化臭氧化，均相催化臭氧化技术易导致催化剂在水体中的流失[7】。多相催化臭氧化利用固体作为催化剂，可以克服均相催化臭氧化的缺点，催化

7、剂易于回收再利用，不会造成二次污染【8】。A1203具有较大的比表面积和良好的催化性能，被广泛用作催化剂的载体，A1203与水交界面发生吸附和催化氧化，03的分解发生在A1203表面，0，和A120，表面·OH的共同作用促进了难降解有机物的去刚皿12]。稀土元素Ce是镧系金属中自然丰度最高的一种元素，具有特殊的4f轨道结构和较高的储氧和释氧能力，经高温还原后，易形成氧空位；CeO，具有较强的氧化还原能力，可以加快O，分子分解为·OH，加速有机物的矿化[13-14】。一些学者采用浸渍法、水热法和溶胶

8、凝胶法制备了Ce02一Mn02、Ce02／AC、Ce02一Zr02等复合催化剂，这些收稿日期：2016-06．20修订日期：2016．11-11基金项目：吉林省科技发展计划项目(20150519020JH，20160101295JC)作者简介：张兰河，男，博士，教授，主要从事水处理理论和技术的研究。吉林东北电力大学化学工程学院，132012。Email：zhanglanhe@163．com制备方法利用高分子有机聚合物作为模板，反应温度较高，操作条件严格，且制备的催化剂均用于单一成分