混合法制备天然沸石基臭氧催化剂的性能与表征

来源：环境工程技术学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：马国鑫, 吴昌永, 秦志凯, 袁玥, 胡映明, 于茵, 徐敏, 马娟

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；SEM-EDS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3 000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。

关键词：天然沸石, 臭氧催化氧化, 催化剂, 混合法, 石化废水