[發明專利]CaZrO3

有效

• 申請號: 201710827426.8
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107469818B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 申文杰;孫承林;孫敬權;李新生;余正坤;吳忠帥;徐愛華
• 申請（專利權）人: 利民化學有限責任公司
• 主分類號: B01J23/58
• 分類號: B01J23/58;B01J32/00;B01J23/04;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 石磊

本發明公開了CaZrO3載體的制備方法及將貴金屬負載于載體上的催化劑及其制備方法與應用，屬于有機廢水處理催化劑領域，其中包括CaZrO3載體的制備，然后將制得的CaZrO3載體浸漬于RuCl3、PdCl2或H2PtCl6溶液中，活性組分負載量為0.5~3wt%，500～900°C煅燒2～8h，即得貴金屬負載于CaZrO3載體上的催化劑，然后將貴金屬負載于CaZrO3載體上的催化劑的應用于處理有機廢水中，本專利所制備的催化劑對含鹽工業廢水具有良好的處理效果，催化活性穩定，且使用壽命較長。

技術領域

本發明涉及有機廢水處理催化劑領域，具體的說，是CaZrO3載體的制備方法及將貴金屬負載于載體上的催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

濕式氧化法(WetAirOxidation，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(0.5～20MPa)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NOX、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，首次運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(CatalyticWetAirOxidation，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、可回收資源以及二次污染低等優點，是處理高濃度、難降解有機廢水的極有發展前景的技術之一。

催化濕式氧化反應按反應形式可以分為均相催化濕式氧化反應和多相催化濕式氧化反應。催化濕式氧化反應的研究工作最初集中在均相催化濕式氧化反應上，這主要是由于均相催化濕式氧化的反應機理清楚，宜于研究和掌握。自20世紀70年代后期，催化濕式氧化反應的研究重點轉移到了多相催化濕式氧化反應上，尤其是近年來所發表的文章及所申請的專利，主要是針對多相催化濕式氧化反應體系。

由于過渡金屬氧化物具有較強的吸附和活化氧的能力，所以應用于多相催化濕式氧化反應的催化劑大多為過渡金屬氧化物。此類催化劑可以分為貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑兩大類。其中貴金屬催化劑的活性組分有Ru，Pt，Pd，Rh及Ir等，因為其較非貴金屬催化劑具有催化活性高、不易流失、壽命長等優點，具有實際應用前景，因此在催化濕式氧化催化劑研究中，大部分工作集中在貴金屬催化劑體系上，尤其在二十世紀八九十年代所發表和申請的專利主要是關于貴金屬催化劑。

近年來高鹽廢水的降解處理越來越受到人們的關注，廢水中所含的鹵素離子和含硫離子等對貴金屬催化劑的毒化作用十分嚴重，使得貴金屬催化劑的使用壽命和催化活性大大降低，這也制約了貴金屬催化劑在高鹽廢水中的應用。

鈣鈦礦類無機功能材料具有穩定的晶體結構，負載貴金屬后可將貴金屬活性組分包裹固定于鈣鈦礦晶格中，使得貴金屬組分不易流失和受到毒化作用的影響。

針對高鹽廢水，在催化濕式氧化中需要更高效和更穩定的催化劑，一方面需要提高催化劑對底物或氧氣的的吸附能力以提高催化濕式氧化對有機物的降解效果；另一方面需要制備更加穩定的催化劑以減少活性組分的流失。鈣鈦礦型氧化物作為一種穩定的結構可以滿足這兩個需要，元素周期表中90％的金屬元素可穩定在ABO3中，所以針對高鹽高濃度有機廢水，可以將貴金屬固定在鈣鈦礦骨架中以減少活性組分流失；同時對鈣鈦礦型催化劑的A位和B位進行不同元素的取代得到適當氧空位的催化劑，從而提高催化劑對底物或氧氣的的吸附能力以提高催化濕式氧化對有機物的降解效果。