[發明專利]一種濕式氧化催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010036154.1
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111135823A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 張諾偉;陳冰冰;陳秉輝;耿莉莉;熊文婷;謝建榕;鄭進保;葉松壽
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/44;B01J23/46;B01J23/63;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

本發明涉及催化劑技術領域，提供了一種濕式氧化催化劑及其制備方法和應用。本發明提供的濕式氧化催化劑包括還原性載體和負載在還原性載體上的貴金屬活性組分，其中貴金屬活性組分和還原性載體中的金屬元素都穩定在較低價態，有利于氧的活化和傳遞，能夠促進有機物的氧化，從而提高催化劑在低溫下的催化活性，降低催化劑的工作溫度；本發明提供的濕式氧化催化劑的低溫催化活性高，在100℃條件下的催化活性可達到100％。將本發明的濕式氧化催化劑應用于有機廢水的處理中，能夠將廢水處理的溫度大幅降低，從而降低有機廢水的處理難度，降低能耗。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，特別涉及一種濕式氧化催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

目前我國經濟飛速發展，但是傳統的工業生產模式給環境帶來了一系列的問題。大量難分解、甚至有毒有害的有機物不斷進入水體，水體污染己嚴重影響了人類社會的進步發展。

催化濕式氧化法是指在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下，經空氣氧化，使污水中的有機物及氨分別氧化分解成CO₂、H₂O及N₂等無害物質，達到凈化的目的。利用催化濕式氧化的方法將廢水中毒性強、危害大的物質直接轉化成毒性小、無害的物質是近年來逐漸興起的研究領域之一。

濕化氧化催化劑可分為均相催化劑和非均相催化劑，雖然均相催化劑可有效降解水中有機物，但是會造成二次污染。因此易于分離的非均相催化劑降解水中有機物近些年來得到了人們更多的關注，而非均相催化劑又可分為貴金屬和過渡金屬催化劑，其中貴金屬催化劑具有良好催化活性。但是，貴金屬催化劑的工作溫度通常大于160℃，低溫下催化活性較差，導致利用貴金屬催化劑處理廢水時能耗較高，且操作難度較大。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種濕式氧化催化劑及其制備方法和應用。本發明提供的濕式氧化催化劑的低溫催化活性高，在100℃條件下的催化活性可達到100％。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種濕式氧化催化劑，包括還原性載體和負載在還原性載體上的貴金屬活性組分；

所述貴金屬活性組分包括Ru、Rh、Pd和Pt中的一種或幾種；所述貴金屬活性組分的價態為零價或負價；

所述還原性載體包括鈦氧化物、鈰氧化物和鋯氧化物中的一種或幾種；所述還原性載體中金屬元素的價態低于正4價。

優選的，所述貴金屬活性組分和還原性載體的質量比為(0.01～3)：(97～99.99)。

本發明提供了上述方案所述濕式氧化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將載體前驅體、貴金屬前驅體和水混合，得到混合料液；

(2)將所述混合料液中的水蒸發除去，將剩余物干燥，得到催化劑前驅體；

(3)將所述催化劑前驅體在氫氣中進行第一還原，然后依次在甲烷和氮氣中進行焙燒，再將焙燒產物在氫氣中進行第二還原，得到濕式氧化催化劑；

或包括以下步驟：

(i)將貴金屬前驅體、保護劑、還原劑和水混合，得到混合液；

(ii)將載體前驅體在所述混合液中浸漬后依次進行過濾和干燥，得到催化劑前驅體；

(iii)將所述催化劑前驅體在氫氣中進行第一還原，然后依次在甲烷和氮氣中進行焙燒，再將焙燒產物在氫氣中進行第二還原，得到濕式氧化催化劑；

或包括以下步驟：

(I)將貴金屬有機絡合物、油胺和甲硼烷叔丁胺混合進行加熱反應，得到貴金屬納米粒子；