專利名稱：用于處理高濃度有機廢水的催化劑及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及催化劑的制備方法，具體在地說是用于處理高濃度有機廢水的催化劑及制備方法。
(2)、日本大阪瓦斯株式會社的專利申請(申請?zhí)柎a86102728)，它是以氧化鈦或氧化鋯為載體，負載金屬釕催化劑，并在工業(yè)上應用的釕含量為2％左右，其貴金屬含量高，成本高。另一個大連化學物理研究所的專利申請(申請?zhí)枮?2109904.5)，它是在TiO2載體中添加稀土氧化物，使其貴金屬用量與上一個專利比較下降了一半。再一個是清華大學的專利申請(申請?zhí)枮?0129947.6)，其為非貴金屬催化劑，主要成分為氧化鉍，是一種粉未狀催化劑。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的催化劑含活性金屬成分釕、鉑、鈀、銠、金(Ru、Pt、Pd、Rh、Au)中的一種或兩種，其重量百分比為0.05～0.5％；含納米氧化鈦的涂層重量百分比為1～15％，含稀土氧化物鑭(La)、鈰(Ce)或過渡金屬鈷、鎳、鉍、釩、錳中至少一種，其重量百分比為0.5～10％。
上述催化劑的制備方法之一是將偏鈦酸與鈦膠按比例50～80∶50～20捏合擠壓、切粒、整形為小顆粒，80～120℃烘干8～24小時，按5℃/min速率升溫至920℃燒結，成為以銳鈦礦為主的載體，強度大于100N/顆，比表面大于18m2/g；在此基礎上將調成漿料的納米二氧化鈦涂敷在顆粒表面，厚度10～100μm。為防表面納米層脫落，并保持高比表面特點，在300～600℃燒結1～6小時；然后將稀土氧化物或過渡金屬的硝酸鹽或硫酸鹽或氯化物通過浸漬的方法負載在上述載體上；活性金屬中的一種或兩種以硝酸鹽、氯化物加有機分散劑快速吸干浸漬在載體裁表面，60～120℃烘干，250～500℃氫氣中還原。用此方法制備的催化劑貴金屬含量降低至0.5％。
本發(fā)明的催化劑的另一種制備方法是載體全部采用納米二氧化鈦粉末，粉∶水∶有機膠＝1～40∶0.5～1∶1～5的重量比調成糊狀，通過捏合、擠壓、切粒、整形或Φ2～Φ5的小球或其它形狀，在60～120℃下烘干4小時，300～600℃燒結6小時制成的氧化鈦載體，強度大于130N/顆，比表面大于50m2/g，稀土與過渡金屬、活性金屬的浸漬方法與權利要求2中的方法類似。用這種方法貴金屬含量比前一方法可降低一半左右，可使貴金屬含量降落低至0.2％。
本發(fā)明的催化劑及制備方法能降低催化劑中貴金屬含量至0.1～0.5％，相當于前述日本催化劑的四分至十分之一，可大幅度降低成本，其活性與前述的日本催化劑相當。能保持高活性，并具有長壽命，耐高溫、高壓、酸、堿環(huán)境，不溶出，能滿足工業(yè)規(guī)模處理的要求。
將上述催化劑用于處理模擬廢水(CODCr，7000mg/L，NH3-N，6000mg/L)，反應條件為固液比為1∶10，250℃，空氣壓力7Mpa，CODCr的去除率為80.7％，NH3-N的去除率為99％。
實施例2載體全部采用納米二氧化鈦粉末，粉∶水∶有機膠(明膠)＝2∶0.5∶1的重量比調成糊狀，通過捏合、擠壓、切粒、整形或Φ2～Φ5的小球，在60～120℃下烘干4小時，300～600℃燒結6小時制成的氧化鈦載體，平均強度為130N/顆，比表面為88m2/g，稀土與過渡金屬、活性金屬的浸漬采用硝酸鑭和硝酸鈷，其浸漬方法與實施例1的方法類似，制得的催化劑含稀土氧化鑭2.3％，氧化鈷1.3％，活性金屬貴金屬釕(Ru)0.2％。用這種方法貴金屬含量比前一方法可降低一半左右，可使貴金屬含量降落低至0.2％，實測只為0.18％。
將上述催化劑用于處理如實施例1的模擬廢水及相同的處理條件其效果為CODCr的去除率為79.8％，NH3-N的去除率為99％。
實施例3載體的制作方法與實施例2相同，活性金屬和貴金屬的浸漬方法與實施例1相同，貴金屬采用氯化鈀(PdCl2)，制得的催化劑處理廢水的效果為CODCr的去除率為81.9％，NH3-N的去除率為99％。
權利要求
1.一種用于處理高濃度有機廢水的催化劑，其特征在于含活性金屬成分釕、鉑、鈀、銠、金中的一種或兩種，其重量百分比為0.05～0.5％；含納米氧化鈦的涂層重量百分比為1～15％，含稀土氧化物鑭、鈰或過渡金屬鈷、鎳、鉍、釩、錳中至少一種，其重量百分比為0.5～10％。
2.根據權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于將偏鈦酸與鈦膠按50～80∶50～20捏合擠壓、切粒、整形為小顆粒，80～120℃烘干8～24小時，按5℃/min速率升溫至920℃燒結，成為以銳鈦礦為主的載體，強度大于100N/顆，比表面大于18m2/g；在此基礎上將調成漿料的納米二氧化鈦涂敷在顆粒表面，在300～600℃條件下燒結1～6小時；然后將稀土氧化物或過渡金屬的硝酸鹽或硫酸鹽或氯化物通過浸漬的方法負載在上述載體上；活性金屬中的一種或兩種以硝酸鹽、氯化物加有機分散劑快速吸干浸漬在載體表面，60～120℃烘干，250～500℃氫氣中還原。
3.根據權利要求2所述的催化劑的制備方法，其特征在于納米二氧化鈦粒徑為5～80納米，晶形為銳鈦型大于50％。
4.根據權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于載體全部采用納米二氧化鈦粉末，粉∶水∶有機膠＝1～40∶0.5～1∶1～5的重量比調成糊狀，通過捏合、擠壓、切粒、整形或Φ2～Φ5的小球或其它形狀，在60～120℃下烘干4小時，300～600℃燒結6小時制成的氧化鈦載體，強度大于130N/顆，比表面大于50m2/g，稀土與過渡金屬、活性金屬的浸漬方法與權利要求2中的方法類似。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于處理高濃度有機廢水的催化劑及制備方法。其特征在于含活性金屬成分釕、鉑、鈀、銠、金中的一種或兩種，其重量百分比為0.05～0.5％；含納米氧化鈦的涂層重量百分比為1～15％，含稀土氧化物鑭、鈰或過渡金屬鈷、鎳、鉍、釩、錳中至少一種，其重量百分比為0.5～10％。本發(fā)明的催化劑及制備方法能降低催化劑中貴金屬含量至0.1～0.5％，相當于前述日本催化劑的四分至十分之一，可大幅度降低成本，能保持高活性，并具有長壽命，耐高溫、高壓、酸、堿環(huán)境，不溶出，能滿足工業(yè)規(guī)模處理的要求。
文檔編號C02F1/00GK1463925SQ0211389
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權日2002年6月14日
發(fā)明者涂學炎, 張世鴻, 李自弘 申請人:云南大學