[發明專利]催化濕式氧化處理丙烯酸廢水催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201610504195.2
• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN107552046A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 孫承林;孫文靜;衛皇曌;李先如
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J23/46;C02F1/72
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及以復合TiO₂為載體，使用氨水、(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃、尿素、Na₂CO₃及NaHCO₃等對載體進行改性處理，以貴金屬Ru、Pt及稀土氧化物CeO₂、La₂O₃為活性組分的負載型催化劑及其制備方法，用于催化濕式氧化處理丙烯酸廢水，屬于水處理技術和環境功能材料領域。

背景技術

丙烯酸廢水的COD通常在20000～40000mg/L。目前，丙烯酸廢水的處理方法主要有三種：活性污泥法、焚燒法、濕式氧化法。但活性污泥法占地面積大，不適合處理COD在10000mg/L以上的廢水，另外丙烯酸廢水中含有的醛類對微生物有毒害作用；焚燒法成本較高；濕式氧化法是一種處理高濃度有機廢水的高效處理方法。

濕式氧化法(Wet Air Oxidation，簡稱WAO)是從20世紀50年代發展起來的一種重要的降解有毒、有害、高濃度有機廢水的有效處理方法。它是在高溫(150～350℃)和高壓(0～20MPa)條件下，以空氣中的氧氣為氧化劑，在液相中將有機污染物氧化為CO₂和H₂O等無機物或小分子有機物的化學過程；在此過程中沒有NO_x、SO₂和HCl等有害氣體排出。WAO工藝最初由美國的F.J.Zimmermann于1958年提出，并取得了多項專利，故也稱齊默爾曼法。該法自問世以來首次用于處理造紙黑液廢水，現已在世界范圍內得到廣泛應用，迄今為止已有200多套工業裝置在160多個國家和地區運行。

傳統的濕式氧化技術需要較高的溫度和壓力以及相對較長的停留時間，尤其是對于某些難于被氧化的有機化合物，反應條件要求更為苛刻。因此，自20世紀70年代以來，人們在傳統的濕式氧化基礎上，發展起了催化濕式氧化技術(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱CWAO)，即向體系中加入催化劑，以降低反應的溫度和壓力，提高反應效率。催化濕式氧化法由于具有反應條件溫和、處理效率高、反應速度快、裝置小、適用范圍廣、一定條件下可實現自熱及二次污染低等優點，是處理丙烯酸廢水的極有發展前景的技術之一。

目前對于高濃度丙烯酸廢水有以下工藝：(1)堿金屬脫醛→厭氧→好氧，公開號：CN102491582A；(2)電催化氧化→綜合調節池→脈沖厭氧反應池→接觸氧化池→二沉池，公開號：CN101973668A；(3)集水池→電催化氧化裝置→綜合調節池→UASB反應器→接觸氧化池→二沉池，公開號：CN201864642U；(4)電滲析→生化→萃取→精餾，公開號：CN101269899A；(5)電解→厭氧反應器→好氧反應器，公開號：CN1948189A；(6)反滲透膜分離→精餾，公開號：CN1903738A。但是以生化法為主體的工藝占地面積較大且產生大量的活性污泥，電催化及電滲析方法耗電量較大，相比以上方法，催化濕式氧化法占地面積小，當入水COD超過20000mg/L時可實現自熱，且二次污染較低。

發明內容

針對上述問題,本發明提供一種催化濕式氧化處理丙烯酸廢水催化劑及其制備方法和應用,所述催化劑具有高活性、高穩定性的性能。

本發明所采用的技術方案為：

一種催化濕式氧化處理丙烯酸廢水催化劑，所述催化劑以復合TiO₂為載體,復合TiO₂選自TiO₂-CeO₂-La₂O₃或TiO₂-CeO₂或TiO₂-La₂O₃，使用氨水、(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃、尿素、Na₂CO₃或NaHCO₃中的一種或兩種以上的溶液對復合TiO₂載體進行改性處理,再于改性后的載體上擔載活性組分,所述活性組分為Ru和/或Pt。

復合TiO₂載體采用共沉淀法制備；