一种负载型湿式催化剂的制备方法、催化剂及应用技术

本发明专利技术涉及一种负载型湿式催化剂的制备方法、催化剂及应用，其中催化剂由载体和活性组分构成，载体使用活性γ

【技术实现步骤摘要】
一种负载型湿式催化剂的制备方法、催化剂及应用
[0001]

[0002]本专利技术属于环保领域，涉及一种废水的处理方法，尤其涉及一种高负载率有机载体湿式催化高浓度难降解废水处理技术。

技术介绍

[0003]随着石油工业进一步发展、化工行业逐渐崛起和制药工业的稳步上升等相关工业的迅猛发展的影响，企业污染所导致的随工厂排污而流入自然水体中的各类化工合成物质的含量和类别均达到快速的增长，由此则会产生更多成分更加复杂的且污染物浓度很高的有毒有害的工业废水。目前国际与国内对传统的工业废水的处理主要包括为物理法、化学法、生物法以及这三种方法的组合。通过对上述几种传统的废水处理方法的不同组合，可以将部分成分单一、浓度偏低、生物降解性能较好的较为传统的废水具有较好的处理效果，而对于污染物的浓度高、较难生物生化降解的某些工业废水则降解效率很低，甚至某些情况下工艺基本上无法运行，且在经济成本方面也会存在很大问题，在上述情况下，研发新型实用的工业污水处理新工艺则变得非常重要。在这一背景下，催化湿式氧化法作为近年来新兴的一种高效快捷的新型水处理技术则应运而生。
[0004]湿式氧化法简称WAO，是一种处理有机废水的新型的污水处理方式，要求在高温高压条件下，以气态氧作氧化剂，在液相中将大分子的有机物氧化成低毒性或无毒性的小分子有机物或无机物。
[0005]催化湿式氧化法(CWAO)是一种新型的、较为科学有效的一套工业污水处理工艺，能够处理污染物浓度高、不容易生物降解的工业有机废水。本工艺是指在加入催化剂的条件下，采用不同的氧化剂（常为空气、氧气或双氧水）将工业废水中所含有的浓度较高的有机物和含氨、氰的有毒组分氧化分解成小分子的二氧化碳、水和氮气等无毒、无害的成分。
[0006]催化湿式氧化技术(CWAO)的特点是在湿式氧化处理工艺的基础中加入了能够促进反应更易进行的催化剂，由于湿式氧化催化剂的存在，催化湿式氧化技术能够降低反应时所需要的活化能，因此不但能提高传统湿式催化氧化法的处理效果，催化湿式氧化法还能够降低反应所需的温度和反应压力，湿式催化剂的加入还能提高反应中的氧化剂对污染物的氧化分解的能力，氧化速率的加快导致反应所需时间也减少，并在一定程度上降低了反应对设备造成的的腐蚀，并降低了污水处理的成本。
[0007]非均相催化剂主要存在形式为固体，这一特点导致催化剂与废水分离比较容易，从而简化了污水处理的工艺流程，降低了污水处理的成本，并且非均相催化剂催化活性高、反应稳定性高、而且易于水分离，因此非均相催化剂成为近年来最为主要的催化剂研究对象。目前，国内外进行最多研究的非均相催化剂主要为贵金属掺杂催化剂、铜掺杂催化剂和稀土掺杂催化剂。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是：为解决上述问题之一，提供一种负载型湿式催化剂的制备方法、催化剂及应用，催化剂具有高稳定性和高催化性能，载体具有强度高、稳定性好、比表面积大、价格低廉等优点，制备方法简单、廉价，可工业化，应用于催化湿式氧化技术处理实际工业废水。
[0009]为实现上述目的，本专利技术所设计的一种负载型湿式催化剂的制备方法。
[0010]a）将γ-Al2O3颗粒研磨，再经40-60目筛筛分，筛分后以去离子水反复冲洗，并在超声振荡器中反复振荡至上清液无浑浊，抽滤后取固体样于100-110℃干燥10-12h，得到湿式催化剂载体；b）将所需量的硝酸盐溶于去离子水中，搅拌至其完全溶解，定容制得浸渍溶液；c）将催化剂载体平铺烧杯杯底，取浸渍溶液滴入烧杯至液面刚好没过催化剂载体，静置11-12h，80-85℃恒温干燥1.8-2h，得到催化剂前驱体；d）将催化剂前驱体放入马弗炉，以5-10℃/min的升温速度升温至300-650℃，恒温焙烧3-5小时，得到负载型湿式催化剂。
[0011]优选地，所述步骤a）中的去离子水反复冲洗，冲洗方式为在烧杯中机械搅拌进行清洗，反复换水至清洗水澄清透明。
[0012]优选地，所述步骤a）中，在超声振荡器中反复振荡至上清液无浑浊，在超声震荡过程中每隔10分钟用玻璃棒稍加搅拌，每隔三十分钟更换清洗水。
[0013]优选地，所述步骤a）中得到的湿式催化剂载体于阴暗干燥处保存。
[0014]优选地，所述步骤b）中所述硝酸盐包括镍盐、铁盐、锌盐和钴盐等金属盐中的一种，和/或镧盐、钇盐等稀土盐中的至少一种。
[0015]优选地，所述金属盐为硝酸铁。
[0016]优选地，所述稀土盐为硝酸钇。
[0017]优选地，所述步骤a）中，将γ-Al2O3颗粒研磨，再经60目筛筛分。
[0018]优选地，所述步骤a）中，抽滤后取固体样于110℃干燥12h，得到湿式催化剂载体。
[0019]优选地，所述步骤b）中所述硝酸铁溶液浓度为0.05-0.5mol/L。
[0020]优选地，所述硝酸铁溶液浓度为0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L。
[0021]更优选地，所述硝酸铁溶液浓度为0.1mol/L。
[0022]优选地，所述步骤c）中，将催化剂载体平铺烧杯杯底，平铺层厚度不超过1mm，平铺层厚度要完全覆盖烧杯底部。
[0023]优选地，所述步骤c）中，取浸渍溶液滴入烧杯至液面刚好没过催化剂载体，略微震荡烧杯使得杯中气泡消失。
[0024]优选地，所述步骤c）中，静置12h，80℃恒温干燥2h，得到催化剂前驱体。
[0025]本专利技术所述催化剂制备步骤中，步骤c）中所述催化剂浸渍，可将稀土盐进行一次浸渍，浸渍后得到改性载体，再使用金属盐对改性载体进行二次浸渍，获得改性催化剂前驱体。
[0026]本专利技术所述催化剂制备步骤中，步骤d）中所述以8℃/min的升温速度升温至350℃。
[0027]本专利技术所述催化剂制备步骤中，步骤d）中所述恒温焙烧3小时。
[0028]本专利技术还提供一种负载型湿式催化剂，其特征在于，按照上述的制备方法制备得到。
[0029]优选地，所述负载型Fe-Y/Al2O3催化剂，含有第一种活性组分Y、第二种活性组分Fe和载体γ-Al2O3，其中，Y的质量百分含量为1%
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5%，Fe的质量百分含量为0.5%
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2%，余量为载体γ-Al2O3，原料包括钇盐、铁盐和γ-Al2O3。
[0030]本专利技术还提供一种如上述的方法制备的负载型湿式催化剂在工业废水处理中的应用。间歇反应条件为：反应条件为中性条件，催化剂投加量3g/L，氧化剂投加量50mL/L，反应温度为27℃，反应时间90min。适用于处理高浓度难降解印染废水，有利于降低湿式氧化的温度和压力，并能够提高处理效率。
[0031]本专利技术与现有技术相比，有以下优点及有益效果：（1）本专利技术采用普通的γ-Al2O3颗粒为原料，以高活性不易流失的金属元素Fe、Ni、Zn、Co作为活性组分，制备出具有高活性、高稳定性的湿式氧化多相催化剂，本专利技术负载型湿式催化剂在制备过程中制备工艺简单，使用廉价易得的原料，催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型湿式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a）将γ-Al2O3颗粒研磨，再经40-60目筛筛分，筛分后以去离子水反复冲洗，并在超声振荡器中反复振荡至上清液无浑浊，抽滤后取固体样于100-110℃干燥10-12h，得到湿式催化剂载体；b）将所需量的硝酸盐溶于去离子水中，搅拌至其完全溶解，定容制得浸渍溶液；c）将催化剂载体平铺烧杯杯底，取浸渍溶液滴入烧杯至液面刚好没过催化剂载体，静置11-12h，80-85℃恒温干燥1.8-2h，得到催化剂前驱体；d）将催化剂前驱体放入马弗炉，以5-10℃/min的升温速度升温至300-650℃，恒温焙烧3-5小时，得到负载型湿式催化剂。2.根据权利要求1所述的负载型湿式催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤a）中的去离子水反复冲洗，冲洗方式为在烧杯中机械搅拌进行清洗，反复换水至清洗水澄清透明。3.根据权利要求1所述的负载型湿式催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤a）中，在超声振荡器中反复振荡至上清液无浑浊，在超声震荡过程中每隔10分钟用玻璃棒稍加搅拌，每隔三十分钟更换清洗水。4.根据权利要求1所述的负载型湿式催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤b）中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田民格，孟伟康，文康林，田沛霖，
申请(专利权)人：欣格瑞山东环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：