[發明專利]一種可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法

在審

• 申請號: 202210344885.1
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114632527A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 劉春紅;徐顏軍;卓佐西;祁志福;董瑩;高強生;李宇航;王潔
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/94
• 分類號: B01J23/94;B01J38/02;B01J38/48;B01J38/70;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.一種可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、量取設定體積的去離子水，向去離子水中加入設定質量的過渡金屬離子源和設定質量的過硫酸鹽，攪拌至完全溶解，隨后用稀硫酸調節混合水溶液的pH值至2～6，得到弱酸性混合水溶液；按1～5的液固體積比，在反應器內往失活的碳基催化劑中加入含過渡金屬離子和過硫酸鹽的弱酸性混合水溶液，混合得到高級氧化催化液固體系；過渡金屬離子為Cu²⁺、Co²⁺或Mn²⁺，過硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸氫鉀；弱酸性混合水溶液中過渡金屬離子濃度為0.05～1.0mM，過硫酸鹽的濃度為3～15g/L；

步驟2、通過外部能量源向步驟1得到的高級氧化催化液固體系施加外部能量，提升高級氧化催化液固體系的再生溫度至設定溫度范圍，并保持0.25～4.0小時，生成SO₄^·-，原位構筑可高效生成SO₄^·-自由基的高級催化氧化自壓體系；

步驟3、通過循環泵將步驟2得到的高級催化氧化自壓體系中的混合液體從反應器導入預混罐進一步預混，預混后的混合液體回到反應器中，形成液體內-外循環；單位時間內含過渡金屬離子和過硫酸鹽的弱酸性混合水溶液的內-外循環量與失活碳基催化劑的體積比為5～20；

步驟4、經過設定時長后，將液體內-外循環內的含過渡金屬離子和過硫酸鹽的弱酸性混合水溶液更換成去離子水，在相同條件下繼續進行液體內-外循環處理直至設定時長，循環水洗去除碳基催化劑表面和孔道內殘留金屬離子和小分子有機物，完成可逆失活碳基催化劑原位復蘇。

2.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟1中過渡金屬離子為Co²⁺，過渡金屬離子源為六水合氯化鈷。

3.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟1中碳基催化劑為以活性炭為載體負載過渡金屬活性組分的復合催化劑。

4.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟1中按1.5～3的液固體積比，向出現可逆失活的碳基催化劑中加入含過渡金屬離子和過硫酸鹽的弱酸性混合水溶液。

5.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟1中弱酸性混合水溶液中過渡金屬離子濃度為0.1～0.5mM，弱酸性混合水溶液中過硫酸鹽的濃度為5～10g/L；弱酸性混合水溶液的pH值為3～5。

6.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟1中過渡金屬離子作為均相催化劑，過硫酸鹽作為氧化劑。

7.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟2中向步驟1制得的高級氧化催化液固體系施加外部能量的方式為介質傳導熱輻射或微波輻射，介質傳導熱輻射包括水浴加熱。

8.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟2中將高級氧化催化液固體系的再生溫度提升至60～120℃并保持0.5～2小時。

9.根據權利要求1所述可逆失活碳基催化劑原位復蘇的方法，其特征在于：步驟3中保證單位時間內含過渡金屬離子和過硫酸鹽的弱酸性混合水溶液的內-外循環量與失活碳基催化劑的體積比在10～15內。