[發明專利]一種處理有機小分子的廢水催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510555793.8
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN105126871B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 陳秉輝;王子丹;彭曉芳;張諾偉;鄭進保
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C02F1/74;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 王加貴

技術領域

本發明屬于工業廢水處理技術領域，具體涉及一種處理有機小分子的廢水催化劑及其制備方法。

背景技術

工業產生的廢水往往會含有多種高濃度、有毒、危險的有機物質，如不加以處理直接排放會導致環境嚴重的污染。催化濕式氧化技術近年來得到越來越多的應用，由于該方法可以將有機物完全轉化成二氧化碳與水，所以這個技術的應用被認為是最有效的處理工業廢水方法之一。有機小分子廢水是污水中比較常見的中間產物，例如甲酸、甲醛、甲醇，在處理有機物時往往會產生這些小分子。目前，對于有機小分子廢水的研究較少，但是有機小分子的處理在工業廢水處理中又是至關重要的一個環節，尤其是在低濃度能有效得降解有機小分子也是一個難題。另外，目前對催化濕式氧化的催化劑研究幾乎沒有對穩定性的考察，但是穩定性在工業應用中十分重要。考慮到工業應用實際，開發出成本低、穩定性好的處理有機小分子的廢水催化劑具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種處理有機小分子的廢水催化劑及其制備方法，可在低溫低壓下降解有機小分子，催化穩定性好，適用范圍廣，低濃度降解效率高。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：

一種處理有機小分子的廢水催化劑的制備方法，所述催化劑載體為A_xB_yC_1-x-yO₂型復合金屬氧化物，該催化劑的制備方法包括：

1)按A：B：C的金屬離子摩爾比為x：y：1-x-y的比例稱取A的硝酸鹽、B的硝酸鹽和C的硝酸鹽，共同溶于水中，攪拌0.5～1h，得到混合溶液；

2)按照氫氧化鈉與步驟1)中A、B、C的金屬離子總摩爾數的摩爾比為2～12:1的比例，稱取氫氧化鈉，溶于水中，得到堿液；其中，所述步驟1)中A、B、C的金屬離子總摩爾數與步驟1)中配制混合溶液所用水體積、步驟2)中配制堿液所用水體積之和的配方比例為0.0039～0.0041mol：145～155mL，且氫氧化鈉的量可使步驟1)的混合溶液與步驟2)的堿液混合后的溶液pH值≥10；

3)將步驟2)制得的堿液加入至步驟1)制得的混合溶液中，攪拌22～26h，固液分離，得到載體前驅體；

4)將步驟3)制備的載體前驅體于60～100℃烘干后，在空氣氣氛中300～700℃焙燒2～5h，冷卻至室溫，再于氫氣氣氛中300～500℃焙燒2～5h，即得A_xB_yC_1-x-yO₂載體；

5)按貴金屬元素占催化劑總質量0.1～1wt％的比例，取相應量貴金屬的化合物加入至去離子水中，得到前驅體溶液；

6)按貴金屬元素占催化劑總質量0.1～1wt％的比例，取相應量步驟4)中得到的A_xB_yC_1-x-yO₂載體加入至步驟5)制備的前驅體溶液中，攪拌12～15h，過濾、洗滌后，在50～150℃下真空干燥，冷卻至室溫，即得所述之處理有機小分子的廢水催化劑。

一實施例中：所述步驟1)中配制混合溶液所用水體積與所述步驟2)中配制堿液所用水體積之比為2:1。

一實施例中：所述A為Fe、Co、Ni、Cu中的一種。

一實施例中：所述B為W、Mn、Mo、Zr中的一種。

一實施例中：所述C為La、Ce中的一種。

一實施例中：所述貴金屬為Pt或Ru。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：

一種處理有機小分子的廢水催化劑，所述催化劑載體為A_xB_yC_1-x-yO₂型復合金屬氧化物，其中A為Fe、Co、Ni、Cu中的一種，B為W、Mn、Mo、Zr中的一種，C為La、Ce中的一種，催化活性中心為貴金屬為Pt或Ru，且貴金屬元素占催化劑總質量的0.1～1wt％。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之三是：

上述處理有機小分子的廢水催化劑在處理廢水上的應用。

一實施例中：催化劑用量與廢水體積的比例為2～12g/L，反應溫度為40～80℃，反應壓力為0.5～2Mpa。

一實施例中：所述廢水中含有甲醛、甲酸、甲醇中的至少一種，且甲醛和/或甲酸和/或甲醇的質量濃度為50～5000mg/L。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：