[發明專利]一種復合型染料廢水濕式氧化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410313077.4
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104056636A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 王強;楊若研;張章
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B01J23/887
• 分類號: B01J23/887;B01J23/06;C02F1/74;C02F101/38;C02F103/30
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技術領域

本專利涉及一種可用于染料廢水濕式催化氧化的催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著化學工業的不斷發展，工業廢水的產生量也在不斷地增加。染料廢水是主要的有害工業廢水之一，主要來源于染料及染料中間體生產行業，由各種產品和中間體結晶的母液、生產過程中流失的物料及沖刷地面的污水等組成。隨著染料工業的不斷壯大，其生產廢水已成為主要的水體污染源。其具有色度深、堿性大、有機污染物含量高和水質變化大的特點。大多數染料為有毒難降解有機物，化學穩定性強，具有致癌、致畸、致突變作用，直接危害人類健康。還嚴重破壞水體、土壤及生態環境，造成難以想象的后果。我國是染料生產大國，紡織染料工業近年來快速發展，目前我國各種染料產量已達90萬噸，染料產量占世界的60％左右。因此，有效解決染料廢水治理問題是消除印染行業發展瓶頸的關鍵所在。

對于染料廢水的處理，目前已經開發了許多方法，包括傳統生物處理、濕式空氣氧化、電化學氧化法、臭氧氧化、絮凝法、吸附法等。雖然這些技術都取得了一定的進步，但是仍然存在許多不足之處。比如，雖然濕式空氣氧化可以高效的去除染料，但是其操作條件需要較高的溫度和壓力(175-320℃，0.5-20MPa)。最新的研究表明，濕式催化氧化是一種很有前景的染料廢水處理技術。其可以在更為溫和的條件下(80-180℃，1-5MPa)，實現染料的高效降解。尤其是近幾年開發出的可以用于常溫常壓濕處理染料廢水的高效催化劑引起了廣泛關注。目前報道的能用于常溫常壓濕式催化氧化的催化劑包括：Ce/MoO₃，Zn_1.5PW₁₂O₄₀，Mo-Zn-Al-O，ZnO/MoO₃/SiO₂，ZnO/MoO₃，CuO-MoO₃-P₂O₅，FeOx-MoO₃-P₂O₅，Fe₂O₃-CeO₂-TiO₂/γ-Al₂O₃，和Zn_1.5PMo₁₂O₄₀等。目前對于該類催化劑，其主要問題是催化劑的用量太大，催化活性還需要進一步提高。因此，研發高效催化劑是利用濕式催化氧化法處理染料廢水的重點。

氧化鉬是環境友好商品，在使用各種氧化鉬過程中不用擔心它對生態環境產生短期和長遠危害。其中，三氧化鉬與多種金屬氧化物所組成的混合金屬氧化物在濕式催化氧化染料廢水方面展現了良好的催化性能。類水滑石是一種納米材料，其結構可以表示為[A^II_1-xB^III_x(OH)₂]^x+(X^n-)_x/n·yH₂O，A^II＝Mg²⁺，Co²⁺，Cu²⁺，Ni²⁺，Zn²⁺等，B^III＝Al³⁺，Cr³⁺，Ga³⁺，Mn³⁺，Fe³⁺等，X^n-＝NO₃^-，CO₃^2-，Cl^-]，其在高溫煅燒下產生至少兩種過度金屬氧化物(一種二價金屬、一種三價金屬)，是良好的催化材料。關于類水滑石應用于催化濕式氧化，在中國專利文獻CN103447046A中公布了一種穩定的高效濕式氧化催化劑的制備方法，該催化劑的制備是通過將含有銅、鋅、鋁、鐵和鑭的混合鹽溶液和氫氧化鈉并流滴加到碳酸鈉溶液中，然后通過晶化、過濾洗滌干燥和焙燒處理后得到金屬混合氧化物，其前體為具有層狀結構的類水滑石。在處理高濃度有機廢水中起到了一定的催化氧化作用。