混合法制备天然沸石基臭氧催化剂的性能与表征

作     者：马国鑫 吴昌永 秦志凯 袁玥 胡映明 于茵 徐敏 马娟 MA Guoxin;WU Changyong;QIN Zhikai;YUAN Yue;HU Yingming;YU Yin;XU Min;MA Juan

作者机构：兰州交通大学环境与市政工程学院 中国环境科学研究院环境污染控制工程技术研究中心 环境基准与风险评估国家重点实验室中国环境科学研究院 

出 版 物：《环境工程技术学报》 (Journal of Environmental Engineering Technology)

年 卷 期：2025年第15卷第1期

页      面：218-226页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：黄河流域生态保护和高质量发展联合研究项目(2022-YRUC-01-050208-02) 

主　　题：天然沸石 臭氧催化氧化 催化剂 混合法 石化废水 

摘      要：臭氧催化剂生产成本高,目前已成为限制臭氧催化氧化技术工程应用的重要因素之一。采用廉价易得的天然沸石粉作为催化剂载体原材料,以Cu为活性组分,通过混合法制备催化剂并测定其性能,探究天然沸石基臭氧催化剂的最佳制备条件,并对催化剂进行了形貌结构表征。结果表明:使用快脱粉作为黏结剂,添加量为10%(质量浓度)并在600℃焙烧制备的天然沸石基臭氧催化剂综合性能最佳,当反应30 min时,其对石化废水COD吸附去除率为37.27%;利用吸附饱和的催化剂对石化废水进行臭氧催化氧化,反应30 min时,COD去除率为43.48%,三维荧光图谱中区域Ⅰ~Ⅴ荧光类物质去除率分别达76.68%、82.52%、86.83%、80.16%及79.38%。表征结果表明,最佳天然沸石基臭氧催化剂形貌结构与沸石本身差异不大,比表面积仅增加1.75%,但孔容与平均孔径较天然沸石分别增大23.40%与21.48%,有利于提高污染物吸附和臭氧催化氧化去除效果;SEMEDS结果表明,催化剂活性组分Cu在沸石载体中负载均匀,不仅提高了其催化活性,也有利于维持催化剂的稳定性。从生产成本上来看,沸石催化剂较氧化铝催化剂低3000元/t,经济效益显著。通过混合法制备的天然沸石基臭氧催化剂具有优异的催化活性,能够高效处理石化二级出水,且可以大幅降低催化剂生产成本,在催化剂制备、工业废水深度处理和工程化推广等方面具有一定的潜力。