[發(fā)明專利]用于在水中催化臭氧化有機(jī)物的固體催化劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380053199.8
• 申請(qǐng)日: 2013-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104736246B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佛羅倫薩·蓬特勒瓦;奧德·奧迪瑞克;娜塔莉·卡普維勒尼赫;吉恩·查爾斯·瓦斯;弗洛朗·德利雅尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德克尼沃斯公司;斯瑞普公司;國(guó)家科學(xué)研究院;普瓦捷大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J37/03
• 分類號(hào): B01J37/03;B01J23/46;B01J35/04;C02F1/78
• 代理公司: 北京立成智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11310
• 代理人: 張江涵

本發(fā)明涉及一種用于臭氧化含有機(jī)污染物的廢水的固體催化劑的制備方法，其中所述方法包括將釕和/或銥系催化劑粉末沉積在開(kāi)孔泡沫支撐體上，所述催化劑粉末通過(guò)溶膠?凝膠粘合劑連接到所述泡沫支撐體上。本發(fā)明還涉及一種用于處理含有機(jī)污染物的廢水的方法，所述方法包括在所述催化劑的存在下臭氧化廢水。

本發(fā)明涉及一種用于催化臭氧化的固體催化劑，以及一種制備所述催化劑的方法。

本發(fā)明還涉及一種在所述固體催化劑存在下通過(guò)催化臭氧化處理廢水以減少有機(jī)污染物的含量的方法。

許多工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生廢水或污水，其中含有顯著水平的有機(jī)污染物。化學(xué)需氧量(COD)是有機(jī)污染物氧化所需的耗氧量。COD用來(lái)評(píng)價(jià)廢水的污染負(fù)荷。

現(xiàn)有的許多工業(yè)水處理技術(shù)(物理化學(xué)過(guò)程、膜法、真空蒸發(fā)器、生物法)通常難以降低COD。活性炭處理和已知的氧化過(guò)程是可能的解決方案，但有很強(qiáng)的約束性，包括顯著的運(yùn)營(yíng)成本。

而生物過(guò)程通常受限于毒性或難以去除有機(jī)材料。

催化臭氧化廢水處理是已知的一種有效方法。臭氧還被認(rèn)為具有滅菌作用，比其它化學(xué)氧化劑如過(guò)氧化氫或高錳酸鉀具有更強(qiáng)的氧化能力。

特別地，WO03/064333涉及在催化劑粉末的存在下臭氧化處理含有有機(jī)污染物的廢水，所述催化劑粉末含有沉積在由金屬氧化物形成的載體上的釕和/或銥的活性相。

此法可將有機(jī)污染物中的碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳，或?qū)⒖缮锝到獾挠袡C(jī)碳部分降解。此法具有許多優(yōu)點(diǎn)，如有效處理廢水，而不產(chǎn)生淤渣。此外，此法使常規(guī)氧化劑難處理的有機(jī)污染物礦化。然而催化劑粉末的使用具有局限性，例如必須在處理結(jié)束時(shí)除去催化劑并凈化水。此外，使用催化劑粉末與某些廢水不相容，特別是那些含有堵塞材料或懸浮顆粒的廢水。

為了解決這些問(wèn)題，嘗試開(kāi)發(fā)一種通過(guò)催化臭氧化處理廢水的固體催化劑。然而，已經(jīng)證明將這種催化劑有效地固定在載體上，同時(shí)保持臭氧化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和效率是很困難的。

本發(fā)明提供一種針對(duì)這些問(wèn)題的滿意的解決方案。實(shí)際上，此解決方案允許獲得一種固體支撐體上的催化劑，及其用于臭氧化含有機(jī)污染物的廢水的應(yīng)用。

由于將催化劑粉末轉(zhuǎn)為負(fù)載型催化劑，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了此方法，本發(fā)明的催化劑允許以更低的臭氧濃度獲得比WO03/064333所述的方法更高的臭氧化產(chǎn)量。

因此，本發(fā)明涉及一種制備用于臭氧化含有機(jī)污染物的廢水的固體催化劑的方法，所述方法包括將催化劑粉末沉積在開(kāi)孔泡沫支撐體上，所述粉末由顆粒形成，所述顆粒包含沉積在載體上的活性相，所述活性相包含釕和/或銥，所述載體由選自二氧化鈰、二氧化鋯、二氧化鈦及其混合物的氧化物形成，使用溶膠-凝膠粘合劑將所述催化劑粉末固定在所述泡沫支撐體上。

優(yōu)選地，所述開(kāi)孔泡沫支撐體由金屬或陶瓷泡沫形成。但也可使用其它材料，如復(fù)合材料或塑料。特別地，根據(jù)比表面積、與催化劑的附著度以及耐臭氧性和耐水性選擇泡沫支撐體材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述開(kāi)孔泡沫支撐體的比表面積為500至5600m²/m³，更優(yōu)選地，為1000至3000m²/m³。進(jìn)一步更優(yōu)選地，比表面積為2000m²/m³。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述催化劑粉末的顆粒尺寸為1μm至200μm。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述支撐體為金屬泡沫，且包含選自鎳、鉻、鋁、鎳鉻合金和鎳鉻鋁合金的金屬。例如，可以使用不銹鋼、鉻，可選地富含鎳和/或鉬。

優(yōu)選地，所述金屬泡沫的密度為0.40至1.33g/cm³。優(yōu)選地，孔隙率為0.4至2.3nm。