[發(fā)明專利]一種用于氧化反應(yīng)的催化劑及其應(yīng)用

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• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN111068638A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海濤;毛松柏;汪東;陳建秋;郭瑞昕;黃漢根;陳曦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/04
• 分類號: B01J23/04;B01J23/78;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發(fā)明涉及一種用于氧化反應(yīng)的催化劑，其包含電石氣。本發(fā)明還涉及一種處理對苯二甲酸的方法，其包括使對苯二甲酸在本發(fā)明所述的催化劑的存在下與過氧化氫反應(yīng)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種處理含對苯二甲酸的廢水的方法，其包括將本發(fā)明所述的催化劑和雙氧水加入到所述含對苯二甲酸的廢水，以使對苯二甲酸發(fā)生反應(yīng)。本發(fā)明提供的用于氧化反應(yīng)的催化劑具有較高的催化活性和催化穩(wěn)定性，可循環(huán)利用，價格低廉。將該催化劑用于處理對苯二甲酸和含對苯二甲酸廢水中的對苯二甲酸時，能高效降解對苯二甲酸、成本低、不產(chǎn)生二次污染、催化劑可重復(fù)使用，特別是在有機(jī)廢水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于氧化反應(yīng)的催化劑、處理對苯二甲酸的方法和處理含對苯二甲酸的廢水的方法，以及其在處理含對苯二甲酸的廢水中的對苯二甲酸中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

對苯二甲酸(1,4-苯二甲酸)(PTA)，由于其大規(guī)模生產(chǎn)、化學(xué)特性及其廣泛的應(yīng)用，這種耐火有機(jī)材料及其相關(guān)的有機(jī)物已成為無處不在的環(huán)境污染物，已同時在沉積物、天然水體、土壤和水生生物中被發(fā)現(xiàn)。精制PTA生產(chǎn)廢水含有對苯二甲酸、乙酸、乙酸甲酯、甲基苯甲酸、苯甲酸等有機(jī)污染物以及醋酸錳和醋酸鈷，其中PTA含量高。其出水溫度為55℃左右，出水pH值為3左右(pH變化較大)。微生物降解PTA過程中，PTA、乙酸鹽和苯甲酸鹽的化合物使得生物質(zhì)的活性喪失，同時抑制微生物，難以滿足降解PTA的處理要求。

芬頓體系中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化活性的羥基自由基(·HO)可以無選擇地去除和降解常規(guī)方法無法分解的有機(jī)污染物。但傳統(tǒng)均相芬頓法仍存在許多缺點(diǎn)，如H₂O₂利用率低，鐵二次污染，后續(xù)處理繁瑣等。因此，類芬頓體系逐漸受到人們的關(guān)注，如通過引入光照(可見光、紫外光)、電流等誘導(dǎo)·HO的產(chǎn)生。由于需要引入額外的光源，限制了類芬頓光催化劑的應(yīng)用。研究芬頓體系的改性催化劑，提高芬頓體系處理能力并盡量消除其負(fù)面影響是本領(lǐng)域一直以來所追求的。

隨著芬頓體系中催化劑研究的深入，非均相催化劑逐漸成為芬頓體系的研究熱點(diǎn)。非均相催化劑與廢水的分離較簡便，處理流程大大簡化。電氣石是一種天然硅質(zhì)礦物，分布廣泛，化學(xué)式為Na₃R₃Al₆(Si₆O₁₈)(其中，R選自Mg和/或Fe)。大量研究表明，電氣石具有較高的催化活性和催化穩(wěn)定性，可循環(huán)利用，價格較低，在非均相芬頓體系催化劑開發(fā)上具有顯著的發(fā)展優(yōu)勢和潛在的發(fā)展前景。

因此，目前存在的問題是急需研究開發(fā)一種能高效降解對苯二甲酸、減少均相芬頓催化劑體系中對鐵含量的依賴以及對鐵的后處理且可循環(huán)重復(fù)利用的用于氧化反應(yīng)的催化劑、處理對苯二甲酸的方法和處理含對苯二甲酸的廢水的方法，以及其在處理含對苯二甲酸的廢水中的對苯二甲酸中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于氧化反應(yīng)的催化劑、處理對苯二甲酸的方法和處理含對苯二甲酸的廢水的方法，及其在處理含對苯二甲酸的廢水中的對苯二甲酸中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的催化劑包含電氣石(天然硅質(zhì)礦物)，該催化劑具有較高的催化活性和催化穩(wěn)定性，可循環(huán)利用，價格低廉。將該催化劑用于處理對苯二甲酸和含對苯二甲酸廢水中的對苯二甲酸時，能高效降解對苯二甲酸。

為此，本發(fā)明第一方面提供了一種用于氧化反應(yīng)的催化劑，其包含電氣石，所述電氣石的化學(xué)式為Na₃R₃Al₆(Si₆O₁₈)；其中，R選自Mg和/或Fe。

在一些實(shí)施方式中，所述催化劑的平均粒徑為60-100目。

本發(fā)明采用的電氣石為商用電氣石，產(chǎn)自新疆阿勒泰礦區(qū)，原石粉碎后無處理。

本發(fā)明第二方面提供了一種處理對苯二甲酸的方法，其包括使對苯二甲酸在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的催化劑的存在下與過氧化氫反應(yīng)。