[發明專利]二氧化鈦基催化劑載體的制造方法

無效

• 申請號: 01128861.2
• 申請日: 2001-09-15
• 公開（公告）號: CN1348834A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發明（設計）人: 蔣祉剛;張曙光;李永剛;徐亞飛
• 申請（專利權）人: 云南省冶金研究設計院
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J32/00
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳左

本發明涉及一種二氧化鈦基催化劑載體，特別是一種可用于制造降解高濃度有毒有機廢水的催化劑載體的制造方法。

用化學催化的方法降解高濃度有毒有機廢水，是目前環保科技發展的一個新領域。用銳鈦型納米二氧化鈦光催化降解溶液中有機物的報道較為普遍，但該工藝要求的催化劑載體在化學穩定性、熱穩定性、抗壓強度、比表面積、與活性金屬的協同催化活性方面要有較好的平衡。常規的工業催化劑載體不能達到該工藝的要求。由于動力學的原因產生工藝規模與處理速度的矛盾，使光催化降解有機廢水的工藝很難實現工業化應用。

二氧化鈦(TiO₂)具有良好的化學穩定性和熱穩定性，而且功函小于金屬，由它作載體構成的負載型催化劑，會出現電子由載體向金屬的流動，增強了二氧化鈦與活性金屬協同催化活性。中國專利文獻CN1149261A、CN1212992A公布了以二氧化鈦為基質制作催化劑載體的方法；文獻CN1154271A、CN12111200A、CN1178483A公布了制作含二氧化鈦的催化劑的方法。以上文獻所述的催化劑主要用于化學合成工業，特別是用于石油、天燃氣、煤化工。

本發明的二氧化鈦基催化劑載體顆粒的制作方法不同于以上文獻所述方法，且主要應用于降解高濃度有毒有機廢水。

本發明提出一種二氧化鈦基催化劑載體的制造方法，所選主要原料為硫酸法鈦白生產的中間產品濕偏鈦酸，該原料廉價易得，制造工藝簡單。

本發明的二氧化鈦基催化劑載體顆粒的制作方法是：采用硫酸法鈦白粉生產的中間產物濕偏鈦酸為主要原料，經干燥、粉碎制成偏鈦酸干粉，加入造孔劑混和、粘合劑進行捏和；擠壓、整形成圓形顆粒；顆粒經烘干、熱處理制得載體顆粒。具體以偏鈦酸干粉重量計，分別按5～15％比例混入造孔劑、按100克偏鈦酸干粉加50～70ml的比例加入粘接劑，制成要求的型材，該型材干燥至恒重，在800～950℃、經30～60分鐘煅燒，生成表面積4～20m²/克，抗壓強度80～150N/顆的顆粒產品。

上述造孔劑為碳粉、淀粉或碳酸鹽；粘接劑為硫酸法鈦白粉生產的中間產品硫酸氧鈦溶液，其中二氧化鈦TiO₂為150～200g/L。

云南大學采用本發明提供的二氧化鈦催化劑載體顆粒，進行活性金屬共浸處理后用于催化降解高濃度有毒有機廢水，在溫度200～300℃、壓力50～100Kg/cm²條件下，催化降解高濃度有機廢水的化學動力學速度得到很大的提高，使光催化降解有機廢水工藝的工業化應用成為可能，對該工藝的工業化應用研究在國內尚屬首家，結果見表一、二，使有機廢水的CODcr降解率達99％以上。

實施例一：

將硫酸法鈦白粉生產的中間產物偏鈦酸110℃烘干、粉碎至＜0.15mm；取100克偏鈦酸干粉、5克淀粉、5克碳粉混合均勻，加入65毫升硫酸法鈦白粉生產的中間產物硫酸氧鈦溶液(TiO₂?150～200g/L)進行捏和；然后擠壓、整形成直徑約5毫米的圓形顆粒，經過100℃烘干，緩慢升溫至850℃熱處理30分鐘制得本發明的催化劑載體顆粒。該顆粒的抗壓強度110N/顆、比表面積15m²/g。

實施例二：

將硫酸法鈦白粉生產的中間產物偏鈦酸110℃烘干、粉碎至＜0.15mm；取100克偏鈦酸干粉、5克淀粉、5克碳粉混合均勻，加入65毫升硫酸法鈦白粉生產的中間產物硫酸氧鈦溶液(TiO₂?150～200g/L)進行捏和；然后擠壓、整形成直徑約5毫米的圓形顆粒，經過100℃烘干，緩慢升溫至800℃熱處理30分鐘制得本發明的催化劑載體顆粒。該顆粒的抗壓強度70N/顆、比表面積20m²/g。

實施例三：

將硫酸法鈦白粉生產的中間產物偏鈦酸110℃烘干、粉碎至＜0.15mm；取100克偏鈦酸干粉、5克淀粉、5克碳粉混合均勻，加入65毫升硫酸法鈦白粉生產的中間產物硫酸氧鈦溶液(TiO₂?150～200g/L)進行捏和；然后擠壓、整形成直徑約5毫米的圓形顆粒，經過100℃烘干，緩慢升溫至900℃熱處理30分鐘制得本發明的催化劑載體顆粒。該顆粒的抗壓強度150N/顆、比表面積5.5m²/g。

實施例四：

云南大學采用實施例一方法制得的顆粒，經共浸活性金屬處理后，在200升/日CWOSTU小試裝置中處理高濃度有機廢水，效果見表一、表二。

表一????

??水樣?反應時間??O2??pH??CODcr??氨氮?排氣量??％??mg/L??mg/L??L/h?進口原水??0??8.5??12676.4??3424.4??R-1出口??15?10.7??3.5??15.95??ND??600??去出率??99.87％??100％??R-2出口??30?9.8??3.2??12.53??2.8??570??去出率??99.90％??99.92％實驗條件：90Kg/cm²、270℃、進水量：4L/h表二??水樣?反應時間??O2??pH??CODcr??氨氮?排氣量??％??mg/L??mg/L??L/h??進口原水??0??8.5??10737??3757.6??R-1出口水??15??13.7??4.6??2624.8??98.0??581.0??去出率??75.6％??97.4％??R-2出口水??30??12.3??5.4??23.86??ND??577.2??去出率??99.8％??100％實驗條件：70Kg/cm²、250℃、進水量：4L/h