[發(fā)明專利]一種廢水深度處理用催化劑、催化劑載體及該催化劑、催化劑載體的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410249742.8
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN103990452A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周宗遠;楊潔;李漢雄;呂路;張煒銘;何銳;張猛;夏晨嬌;蔡建國;汪林
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇南大環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/745;B01J32/00;B01J35/10;B01J21/08;C02F1/78
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種廢水深度處理用催化劑、催化劑載體及該催化劑、催化劑載體的制備方法。?

背景技術(shù)

近年來隨著國家對環(huán)保問題的越來越重視，對化工園區(qū)污水處理廠出水水質(zhì)要求日益嚴格，許多已建化工園區(qū)污水處理廠都面臨著提標問題，水污染物排放將要統(tǒng)一執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級B標準或一級A標準。在此形勢下，廢水深度處理催化氧化方法越來越得到人們的重視和采用。如催化濕式氧化、光催化氧化、電解催化氧化、高級氧化等。在廢水深度處理催化氧化過程中，為獲得顯著的處理效果和低投資運行費用，制備具有高活性組分、高穩(wěn)定性、高強度的廉價催化劑無疑成為廢水深度催化氧化處理技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。?

廢水催化氧化的催化劑主要分為均相催化劑和多相固體催化劑兩類。均相催化劑主要包括以產(chǎn)生含氧自由基的Fenton試劑、Fe³⁺、Cu²⁺、鈷和錳等金屬離子等，借助于這些均相催化劑的作用，廢水中的有機組分、硫化物、氨氮等被空氣、氧氣、臭氧、過氧化氫等氧化介質(zhì)分別氧化成低分子酸(低分子醇或二氧化碳)、硫酸鹽或硫代硫酸鹽、氮氣等，使廢水達到脫碳、脫硫和脫氮的處理目的。均相氧化催化劑制備和使用過程較為簡單，一般可直接選用鐵、銅、鈷、錳等金屬鹽配成水溶液或直接投入到所處理的廢水中，并由處理后的出水中排出或再生后循環(huán)使用。采用均相催化氧化，由于金屬活性組分在廢水中能夠充分溶解和分散，一般可達到較為穩(wěn)定的廢水處理效果，但存在著藥劑耗量大、運行費用高、金屬流失和二次污染等嚴重問題，致使其應(yīng)用受到較大的限制。?

多相固體催化劑主要是以多孔硅膠、分子篩、氧化鋁、二氧化鈦等為載體，以堿金屬、堿土金屬、過渡金屬或Pt、Pd貴金屬中的一種或幾種做活性組分構(gòu)成的催化劑。由于多孔硅膠比表面積大、骨架穩(wěn)點、大孔徑、對有機組分和硫化物等具有較高的吸附能力等特性，因此目前用于廢水處理的多相固體催化劑大多選用多孔硅膠作為載體。而對應(yīng)負載活性金屬的催化劑制備主要采用浸漬或噴浸法，即將含活性金屬的鹽或氧化物溶于水或有機溶劑中，形成均勻的溶液或膠體，將多孔硅膠載體浸入其中或直接向多孔硅膠載體上進行噴浸，再經(jīng)靜置、干燥、高溫灼燒、冷卻、干燥等過程制成具有催化氧化性能的催化劑產(chǎn)品。?

但現(xiàn)有由多孔硅膠作為載體，負載活性金屬組分的多相固體催化劑存在金屬活性組分負載量偏低、負載不均勻、有效催化位點不足等缺陷，導致催化劑的催化效率不高。?

中國專利申請?zhí)?01210362280.1，申請日為2012年9月25日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種用于催化氧化處理印染廢水的催化劑及制備方法，該申請案采用過量溶液浸漬法制備，以氧化鋁、硅膠、二氧化鈦中的一種作為催化劑載體；以Cu、Fe、Mn、Se、Ni、Co元素中的任意兩種元素為活性成分，且兩種元素的摩爾比為0.1～15:1，兩種活性成分的總負載量為2～20mmol/9～10g載體。該申請案具有無二次污染、催化劑回收和再利用簡單等優(yōu)點，但該申請案催化劑載體的孔徑較小，金屬活性組分負載量有限，有效催化位點不均勻，導致催化效率不能發(fā)揮到最佳，仍需進一步改進。?

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題?

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有以多孔硅膠為載體負載活性金屬組分的多相固體催化劑金屬活性組分負載量偏低、負載不均勻、有效催化位點不足的問題，提供了一種廢水深度處理用催化劑、催化劑載體及該催化劑、催化劑載體的制備方法。本發(fā)明采用自制的多孔硅膠負載活性金屬組分，該多孔硅膠孔徑大且孔分布均勻，制備得到的多相固體催化劑在活性金屬組分的負載量和負載均勻性上得到顯著改進，極大的提高了催化劑孔內(nèi)有效催化位點。?

2.技術(shù)方案?

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：?

本發(fā)明的一種廢水深度處理用催化劑，該催化劑以多孔硅膠為載體，負載活性金屬氧化物，活性金屬氧化物含量占多孔硅膠載體質(zhì)量的1～15％；所述多孔硅膠載體的孔容為1.0mL/g，比表面積為400～500m²/g；所述的活性金屬氧化物為錳、鐵、銅的金屬氧化物中的一種或多種。?

更進一步地，所述的活性金屬氧化物含量占多孔硅膠載體質(zhì)量的10％～15％。?

本發(fā)明的一種廢水深度處理用催化劑的制備方法，其步驟為：?

(1)配制含有活性金屬組分的浸漬液，所述的活性金屬組分為錳、鐵、銅的金屬化合物中的一種或多種，浸漬液中所含活性金屬組分的質(zhì)量濃度以金屬計為1wt％～5wt％；?