国内外化工行业催化剂制备与应用

1、催化氧化处理难降解废水催化剂的应用研究文献综述一催化剂研究发展概况1从国内外该技术目前研究现状及发展趋势来看，该类催化剂的开发向着选择 性低、工艺简单、易再生、廉价高效的方向发展。2均相催化剂混溶于废水中，易流失，且难以回收再生利用；3非均相催化剂成为该类催化剂研究的重点。国内外以金属氧化物如氧化 镍、氧化锰、氧化帆等为催化剂对高浓度有机废水进行了氧化处理研究，取得了较好 的效果；但存在金属氧化物难以回收、流失量大等问题；4负载型或共混催化剂则克服了上述问题。负载型催化剂使催化剂的活性组分 高度分散，强化了传质过程；同时载体对有机污染物具有一定的吸附和催化作用，载 体与催化剂良好的协同作用大大

2、提高了催化氧化的效果。作为催化剂载体使用的主 要有活性炭、Y - Al 2 O3、粘土、树脂等。活性炭特殊的石墨型层状微 晶结构，赋予其丰富的孔结构、比表面积以及结晶缺陷，其表面大量含氧基团的存 在，尤其是羟基、酚羟基等的大量存在使活性炭不仅具有吸附能力，而且具有一定的 催化氧化和还原作用，从而使其作为催化剂或催化剂载体被广泛用于石 油化工、印染、医药化工等工业废水处理中。而Y- Al2 O3具有较强的抗热冲击和 抗机械冲击能力，同活性组分Cu、Fe等的协同催化作用佳，作为该方面载体应用的 报道也较多。此外，以粘土、粉煤灰等为载体的该类催化剂也有少量报道。而催化剂 的活性组分，出于对催化剂成本

3、的考虑，国内外的研究主要集中对廉价的过渡金属如 Cu、Fe、Mn、Ni等;而对于活性较高的贵金属组分如Pt、Rh等,由于成本较高而 相对研究较少。二针对各种污染废水，国内外催化剂的制备与应用进展如下：1催化O3氧化纺织印染废水采用以Y-Al2O3为载体，由含稀土元素为主的过渡金属和多种组分混合型 金属元素制备的催化剂，通过催化氧化试验装置，对纺织印染废水的二级处理出 水进行中试深度处理研究，反应温度6080 C；常压处理，废水处理后，COD和 色度去除率可达80%张仲燕等以超细 y -Al 2O3为载体，在Cu(NO3) 2溶液中，采用浸渍法制备超细 Y -Al2O3/CuO催化剂，并将其用于

4、处理含氮染料废水，发现此催化剂活性高,COD和 色度去除率分别为77%和99%。以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2 O3、ZnO、CuO负载型催化剂，对臭氧氧 化反应均有催化作用，其催化效果依次为M n O /沸石 Fe O /沸石 ZnO/沸 石 CuO/沸石。同时，MnO2 /沸石的重复使用率高。2 3苯酚废水用自制的催化剂-活性炭负载金属氧化物(Fe/AC, Cu/AC, Mn/AC )对模拟 苯酚废水进行臭氧催化氧化比较，并对影响催化氧化效果的几个因素：不同的 活性组成分、初始COD、反应时间、pH值进行了分析。硝基苯等难降解有机物采用锰和铁的硝酸盐溶液（金属元素质量10% ）浸渍二

5、氧化硅，Mn: Fe浓度 比3 ： 1，在450 C焙烧6小时，在50 C老化5小时，考察了臭氧/Mn-Fe/ 载体二氧化硅体系中，空气曝气、催化剂的吸附、初始浓度的增加、pH值等的影 响。在Mn-Fe负载二氧化硅催化剂的催化臭氧氧化降解硝基苯过程可能遵循羟基自 由基机理。抗生素类（甲硝锉MNZ）采用浸渍法制备Fe,Ni,Ag,Ge四种金属氧化物负载活性炭催化剂，对MNZ, TOC去 除率，NiOx/AG催化活性比AG催化臭氧氧化及单独臭氧催化氧化活性都好。2催化ClO2氧化农药废水以质量分数8.6%的二氧化氯为氧化剂，投加量为废水总量的15%20% ,采 用MnO2-CuO-CeO 2-V2

6、O5组合的催化剂，在pH为3.05.0 ，反应时间为30 min 时，CoD的去除率85%，色度去除率90%。印染废水：以A12O3为载体，Cu2+或Ni2+为活性组分，采用浸渍法制备。制备过程包括干 燥、浸渍和焙烧。催化剂制备优化条件为:w（Cu2 + ） = 6 % ,焙烧温度500 C,焙烧 时间4 h。用此催化剂进行二氧化氯催化氧化处理活性艳红染料配制废水，COD去 除率达75 % ;催化剂寿命与再生实验表明，该方法在技术与经济上都具有较强实用 性。以活性炭为载体，采用浸渍法制备了活性炭-MnO2催化剂，并将其应用于催化 氧化降解酸性铬蓝K模拟废水。对于COD为2418mg/L的原废水

7、，在最佳pH值为 1.2,经1200mg/L二氧化氯和4g活性炭-MnO2催化剂催化氧化50min后，COD去 除率和脱色率分别为72.0%和87.8%。23催化H2 O2氧化苯胺和对硝基苯胺废水：自制Fe3O4纳米颗粒为催化剂，采用催化氧化法处理含苯胺和对硝基苯胺种 2 芳胺模拟废水。通过单因素条件实验分别考察了反应时间、反应温度、pH催 值、 化剂用量及H O的用量等因素的变化 对模拟废水中芳胺去除率的影响。含酚废水之采用铁基复合金属氧化物Fe-Cu-Sn-Zn- O/ Y-A12O3,催化剂，以Y - Al 2O3为载 体，以H2O2为氧化剂处理低浓度含酚水溶液被证实有处理速度快，处理能

8、力大。周文俊等考察几种催化剂，发现Cu/CeO 2具有最高催化活性COD3000mg/L左右 的含酚废水处理后,COD降解97%2印染废水Daewon Pak等用Fe/MgO作催化剂,H 2O2作氧化剂，处理染料废水，处理 后脱色率达100%,COD去除率为30%,提高了废水的可生化性。炼油碱渣废水田凯勋等通过研究活性组分、载体、负载量对催化活性的影响，表明Y-A12O3 负载10%Mn催化剂具有较好的催化活性，对炼油碱渣废水COD去除92.3%三实验思路通过读阅一定量的国内外文献，各种催化氧化法处理难降解废水催化剂的制 备与研究，多以多相催化剂为主。针对不同的有机废水，加入一些廉价金属（Fe

9、， Cu，Mn，Zn，Ce，Ni等）及其金属氧化物，与不同催化剂负载载体（Y -A12 O3， 人口二氧化硅，Fe3 O4 ,二氧化钛，硅胶，天然矿石等）、无机填料等，通过廉价 金属及其氧化物活性组分的改变，载体的类型及添加料的不同选择，制备出不同 的催化剂，结合废水处理效果，筛选出高效低廉的催化剂。1催化剂的制备催化剂载体的选择适用于催化氧化反应的载体有立体的孔状结构，比表面积大。常用催化氧化的 载体有Y-Al O , AC,二氧化硅，Fe O ,二氧化钛，硅胶，天然矿石，凹凸 棒土等；目前比较新颖的载体炭包裹氧化铝复合型载体；凹凸棒土载体；活性组分的配比混合利用各种活性廉价金属及其氧化物的

10、复合掺杂，经过浸渍，震荡，煅烧等其他 手段，将不同质量分数，不同组分，不同载体复合、洗涤、干燥、成型。催化剂的制备条件测试优化不同制备条件的催化剂对废水降解有不同的影响，催化剂制备过程中利用单 因素变量方法确定最适的焙烧温度、焙烧时间、浸渍液浓度。2催化剂表征X射线衍射仪进行催化剂晶相结构测定，对比不同活性组分的含量对催化剂 结构及活性的影响。3催化剂的活性评价催化氧化反应在一定容器中进行，催化剂采用COD去除率作为评价氧化处 理效果的主要指标。4催化剂再生实验与使用次数讨论催化剂随着使用次数的增加，催化剂逐渐失活而使催化效率逐渐下降。一般固 相催化剂多选用热再生法进行再生处理。操作流程为水洗

11、、干燥、浸渍和焙烧。5空白试验的对比采用与催化氧化相同的实验设备与方法，不加入氧化剂或不加入催化剂，研 究其对COD去除效率的影响；考察单独载体吸附去除COD影响；6催化氧化实验确定了催化剂制备的焙烧温度、浸渍液浓度，浸渍时间等条件，制取不同活 性组分的催化剂。对于不同组分的催化剂，针对反应温度、反应时间、原水COD浓度、pH、催 化剂投加量、氧化剂投加量的影响，采用单因素变量法进行试验，确定各种组分催 化剂的最适反应温度、反应时间、原水COD浓度、pH、催化剂投加量、氧化剂投加 量等条件。根据各催化剂的最适反应条件及投加量的确定，在各自最适的反应条件 下，对同浓度的废水进行催化氧化实验。比较

12、试验结果，选出相对比较经济，比较容易制备，有适用于工业废水 处理潜力的催化剂四实验材料1化学原料根据所选用载体，催化剂的类型确定2 实验设备制备催化剂的各种容器、干燥室、高温煅烧箱等；强氧化剂发生器，催化氧化反 应器；X射线衍射仪；住，永不要父母十句！好了，好了，知道，真！（可怜天下父母心，父母的“ ”其是一种幸福。）有事，没事？那挂了啊。（父母打，也只想，我能否明白他的用意，不要匆忙挂了 ！）了你也不懂，了！（他只是想和我。）跟你了多少次不要你做，做又做不好。（一些他已力不能及的事，我因关心而制止，但不要 他 得自己很无用。）你那一套，早就了。（父母的建，也不能起到作用，可我是否能一种回的方

13、式？）叫你收拾我的房，你看，西找都找不到！（自己的房是自己收拾好，不收拾，也不要拂了老人的好意。）我要吃什么我知道，了！（盼着我回家的父母想把所有关心融在特意做的菜里，我默默情就好。）了吃些剩菜了，怎么老不听啊！（他一子的，很改，他每次尽量少做点菜就好。）我自己有分寸，不要老了，不。（他只是担心你吃。）些西了不要了，堆在里做什么啊！（人老了都会念旧）当你在襁褓，她便天天抱着你，哄你入睡;当你到少年代，她便天天念叨着你，夜夜帮你捻着棉被;当你于离开家，行他方，她便天天挂着你。有候，我 是在抱怨母的叨、念叨，是在心她那些了无数遍的关心。都儿女是父母前子欠下的，句不假。我感恩于心，我感恩父母那些点滴的关如果有一天，你母煮的菜太咸太吃，如果有一天，你父母常忘关器;如果有一天，你 父的花草木已荒，如果有一天，你 家中的地板衣柜常沾灰;如果有一天，你 父母不再吃青脆的蔬果，如果有一天，你 父母吃煮得 的菜;如果有一天，你 吃 他老是咳个不停，千万 以他感冒或着凉（那是吞咽神老化的象）;如果有一天，你 他不再出也是因身体