一种多相湿式氧化催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种多相湿式氧化催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂，以重量份数计，包括以下组分：(a)0.1～99份，优选50～95份的TiO2；(b)0.1～99份，优选5～50份的BaSO4；(c)0.01～10份，优选0.05～5份的铂族金属单质；优选地，所述铂族金属单质选自Pt、Pd、Rh和Ru中的至少一种。本发明专利技术所述方法制备的催化剂的贵金属活性组分的分散度高，且制备流程短。将所述催化剂用于含高浓度非离子表面活性剂的废水的处理时，催化氧化活性优异，可有效降低废水的COD，处理后废水中剩余COD能小于50mg/L，取得了较好的技术效果。得了较好的技术效果。得了较好的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多相湿式氧化催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种多相湿式氧化催化剂及其制备方法和应用；更具体地涉及一种多相湿式氧化催化剂及其制备方法和在含非离子表面活性剂的废水处理中的应用。

技术介绍

[0002]非离子表面活性剂是一类具有R-O-(CH2CH2O)
n-H结构的化合物，广泛应用于化妆品、食品、染料、农药、石化、洗涤等行业。非离子表面活性剂每年的消耗量十分巨大，随着废水的排放进入水体中。由于非离子表面活性剂对生物损害较大，影响水体自净，因此含高浓度的非离子表面活性剂废水必须经过严格的处理，方可排放到水体环境中。
[0003]非离子表面活性剂废水的处理技术包括生物法、吸附法和高级氧化法，其中高级氧化法，如催化湿式氧化法、芬顿法和臭氧催化氧化法等，具有反应效率高、无二次污染、设备占地面积小等优势，非常适用于处理中高浓度有机废水的处理。
[0004]CN107311386公开了一种非离子表面活性剂废水的处理方法，废水采用磁化预处理后，在通过活性炭吸附，其中磁化处理装置中磁感应强度不低于100mT。在磁化处理过程中，磁场使废水中的污染物产生高级氧化作用。但该方法采用活性炭吸附，最终会产生大量的废渣。
[0005]CN109626675公开了一种含非离子表面活性剂废水的处理方法，采用强化混凝与电化学氧化耦合处理，对非离子表面活性剂质量浓度在200～500mg/L的废水进行处理。采用铝系混凝剂与助凝剂强化混凝，去除部分非离子表面活性剂和悬浮颗粒，再进行电化学氧化反应。但混凝过程会产生大量的固废。
[0006]CN1212981公开了一种含非离子表面活性剂废水的处理方法，该方法以铁屑微电解处理为核心，废水调节至适当的pH后，进入微电解反应器进行铁屑微电解处理，处理后的废水进入沉淀槽去除F
2+
和Fe
3+
。该方法非离子表面活性剂的去除率可达80％，但微电解反应前需要调节废水至酸性，出水还需进一步除F
2+
和Fe
3+
。因此，该方法反应效率低，操作繁琐，且会产生一定量的铁泥固废。
[0007]催化湿式氧化是处理中高浓度有机废水的平台技术，该技术在一定温度和压力下，废水与氧接触，在催化剂的作用下，液相中将有机污染物氧化为CO2、水、小分子有机物酸等无害物质。催化湿式氧化应用于高浓度非离子表面活性剂废水的处理，具有反应效率高，无二次污染等优势，其技术关键在于高效催化剂的开发。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术的不足，提供给了一种多相湿式氧化催化剂及其制备方法。由该方法制备的催化剂的贵金属活性组分分散度高，将其用于含高浓度非离子表面活性剂的废水的处理时，所述催化剂的催化氧化活性优异，COD脱除效率高、无二次污染。
[0009]为此，本专利技术第一方面提供了一种多相湿式氧化催化剂，以重量份数计，其包括以
下组分：
[0010](a)0.1～99份，优选50～95份的TiO2；
[0011](b)0.1～99份，优选5～50份的BaSO4；
[0012](c)0.01～10份，优选0.05～5份的铂族金属单质；优选地，所述铂族金属单质选自Pt、Pd、Rh和Ru中的一种或多种。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述TiO2的晶型为锐钛矿型。
[0014]在本专利技术的另一些实施方式中，所述铂族金属单质为纳米粒子；优选地，所述纳米粒子的粒径≤5nm。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述TiO2和BaSO4重量比为(1～5):1，且所述BaSO4与铂族金属单质的重量比为(0.8～8):0.01；优选地，所述TiO2和BaSO4重量比为(3～4.5):1，且所述BaSO4与铂族金属单质的重量比为(0.9～3):0.01。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种制备如本专利技术第一方面所述催化剂的方法，其包括以下步骤：
[0017]S1，分别将可溶性钡盐和TiOSO4溶于水配制成溶液A和溶液B；
[0018]S2，将溶液A和碱性溶液加入到溶液B中，控制终点pH形成沉淀物；然后将所述沉淀物经洗涤、干燥和粉化后制得含BaSO4和TiO2的混合物；
[0019]S3，将所述混合物与粘结剂和水混合后挤条成型，经干燥和焙烧后制得催化剂载体；
[0020]S4，将含铂族金属单质的金属盐负载到催化剂载体上，经焙烧后制得所述多相湿式氧化催化剂。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述碱性溶液选自氨水、尿素溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中的至少一种。
[0022]在本专利技术的另一些实施方式中，步骤S2中，控制终点pH为7～11。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述粘结剂选自羧甲基纤维素、淀粉、铝溶胶、硅溶胶、硝酸、硫酸、草酸和柠檬酸中的至少一种。
[0024]在本专利技术的另一些实施方式中，步骤S3中，所述焙烧的温度为400～800℃，焙烧的时间为1～6h。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述焙烧的温度为200～600℃，焙烧的时间为1～12h。
[0026]本专利技术第三方面提供了一种含非离子表面活性剂的废水的处理方法，其将所述废水、空气与如本专利技术第一方面所述的催化剂或第二方面所述方法制备的催化剂接触，反应后获得处理后的废水。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述废水中的非离子表面活性剂包括聚氧乙烯型、多元醇型和氨基醇型；所述废水的COD含量为5000～200000mg/L，优选为5000～150000mg/L。
[0028]在本专利技术的另一些实施方式中，所述反应的温度为150～250℃，反应的压力为2～6MPa，反应的时间为10～120分钟。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，所述空气的用量为理论COD值的1.05～1.5倍。
[0030]本专利技术的有益效果为：本专利技术所述方法制备的催化剂的贵金属活性组分的分散度
高，且制备流程短。将所述催化剂用于含高浓度非离子表面活性剂的废水的处理时，催化氧化活性优异，可有效降低废水的COD，处理后废水中剩余COD能小于50mg/L，取得了较好的技术效果。
附图说明
[0031]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0032]图1为实施例2制备的催化剂的TEM电镜图。
[0033]图2为实施例3制备的催化剂的TEM电镜图。
[0034]图3为对比例1制备的催化剂的TEM电镜图。
具体实施方式
[0035]现有技术中对含非离子表面活性剂的废水的处理方法多为电化学氧化、磁力等处理方法，这些方法仅适用于处理含低浓度的非离子表面活性剂的废水。本专利技术将催化湿式氧化应用于高浓度非离子表面活性剂废水的处理，具有反应效率高，无二次污染等优势。另外，本申请的专利技术人通过研究发现，在催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多相湿式氧化催化剂，以重量份数计，其包括以下组分：(a)0.1～99份，优选50～95份的TiO2；(b)0.1～99份，优选5～50份的BaSO4；(c)0.01～10份，优选0.05～5份的铂族金属单质；优选地，所述铂族金属单质选自Pt、Pd、Rh和Ru中的至少一种。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述TiO2的晶型为锐钛矿型；和/或所述铂族金属单质为纳米粒子；优选地，所述纳米粒子的粒径≤5nm。3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述TiO2和BaSO4重量比为(1～5):1，且所述BaSO4与铂族金属单质的重量比为(0.8～8):0.01；优选地，所述TiO2和BaSO4重量比为(3～4.5):1，且所述BaSO4与铂族金属单质的重量比为(0.9～3):0.01。4.一种制备如权利要求1-3中任意一项所述催化剂的方法，其包括以下步骤：S1，分别将可溶性钡盐和TiOSO4溶于水配制成溶液A和溶液B；S2，将溶液A和碱性溶液加入到溶液B中，控制终点pH形成沉淀物；然后将所述沉淀物经洗涤、干燥和粉化后制得含BaSO4和TiO2的混合物；S3，将所述混合物与粘结剂和水混合后挤条成型，经干燥和焙烧后制得催化剂载体；S4，将含铂族金属单质的金属盐负载到催化剂载体上，经焙烧后制得所述多相湿式氧化催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈航宁，郭宗英，郑育元，许丹丹，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：