專利名稱：一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，因垃圾焚燒弓l發(fā)的二惡英(Polychlorinated dibenzo-p-dioxins， Polychlorinateddibenzofurans， PCDD/Fs)污染問題已引起了全球范圍的廣泛關(guān)注。由 于二惡英難于生物降解，對(duì)熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑都相當(dāng)穩(wěn)定，是典型的持久性有機(jī)污染 物(Persistent Organic Pollutants, POPs)，對(duì)人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重的危害，各國(guó)政 府都加大了對(duì)二惡英主要產(chǎn)生源_垃圾焚燒廠的監(jiān)控力度，制定了更為嚴(yán)格的廢氣排放標(biāo) 準(zhǔn)。目前，對(duì)垃圾焚燒尾氣中二惡英削減技術(shù)及控制原理的研究已成為環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域研究 的熱點(diǎn)之一。 控制焚燒尾氣中二惡英污染物的技術(shù)主要為吸附法、催化氧化法。傳統(tǒng)的吸附法 僅是將二惡英從氣相中轉(zhuǎn)移、富集到固相，二惡英的理化性質(zhì)并未改變，附著在吸附劑上的 二惡英仍需要高溫焚毀，增加了運(yùn)行成本。而催化氧化法具有燃燒溫度低、產(chǎn)物礦化完全、 安全性好的優(yōu)點(diǎn)。 已有研究表明， 一些用于選擇性還原N0x的催化劑具有催化氧化PCDD/Fs的反應(yīng) 活性，研究較多的為V、W、Ti等過渡金屬氧化物催化劑。美國(guó)學(xué)者Klabunde等研究表明具 有超高表面積的納米堿土金屬氧化物(納米Ca0、Mg0)具有降解有機(jī)氯污染物的反應(yīng)活性。 馬小東等在前期的研究中發(fā)現(xiàn)CaO與a -Fe203的機(jī)械混合物具有比單一的氧化物更好的分 解氯代芳烴的能力?；阝}鐵氧化物協(xié)同作用的思想，馬小東等設(shè)計(jì)、合成了鈣鐵復(fù)合金屬 氧化物，研究發(fā)現(xiàn)一定形態(tài)的Ca、 Fe復(fù)合金屬氧化物在較低溫度(300°C )具有很好的催 化脫氯活性，這種活性與催化劑表面生成了具有路易斯酸性的Ca2Fe205相有關(guān)。Ca、 Fe復(fù) 合金屬氧化物具有催化活性高、安全無毒、制備簡(jiǎn)便、成本廉價(jià)的特點(diǎn)，因此在焚燒尾氣二 惡英的治理中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 Bertinchamps等通過催化活性評(píng)價(jià)，認(rèn)為Ti02是過渡金屬氧化物催化去除氯代芳 烴類污染物的最佳催化劑載體，已有研究表明以銳鈦礦型Ti02為載體，負(fù)載Y_Fe203、 CaO 活性組分的催化劑對(duì)二惡英替代化合物一氯酚具有催化氧化活性，但所研究的活性組分僅 限于Y-Fe^和Ca0，目前尚無以Ti02為載體，含有Ca2Fe205活性的催化降解二惡英的催化 劑的制備方法。 本發(fā)明就是針對(duì)上述問題，提供一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的 制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備 方法，以Ti02為載體，通過化學(xué)共沉淀的方法負(fù)載鈣鐵金屬氧化物，制備得到可催化降解二 惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑。
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以NaOH或KOH為沉淀劑，在劇烈攪拌、水浴條件下，滴定含Ca2+、Fe3+、Ti02的溶液， 經(jīng)滴定、抽濾、洗滌、干燥、焙燒，制得復(fù)合金屬氧化物催化劑。通過控制Ca2+、 Fe3+的組成、 滴定速度，制備得到含有Ca2Fe205活性組分的復(fù)合金屬氧化物催化劑。 本發(fā)明的催化劑具有成本低廉、制備方法簡(jiǎn)便，對(duì)二惡英類污染物催化降解活性 高的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
為更好理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但所舉之
例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例l: 在燒杯中加入16. 86克Ca(N03)2 4H20、5. 06克Fe(N0》3 9H20、25克1102，加入 350mL去離子水、磁性轉(zhuǎn)子，于磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢柚寥苜|(zhì)完全溶解。用天平準(zhǔn)確稱取 7. 17g NaOH置于500mL燒杯中，加入370mL去離子水，用玻璃棒攪拌使其完全溶解。將盛 Fe (N03) 3、Ca (N03) 2混合溶液的燒杯置于5(TC水浴鍋中，NaOH水溶液倒入滴定管中進(jìn)行滴定 反應(yīng)，控制滴定速度為180d/min，直至滴定結(jié)束。用真空泵對(duì)滴定后的混合懸濁液進(jìn)行抽 濾，依次用200mL去離子水、50mL乙醇洗滌。把抽濾后得到的濾餅置于表面皿上，放到電熱 恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥12(TC，20h。于研缽中將烘干后的固體研磨成粉末，轉(zhuǎn)移至瓷坩堝 內(nèi)。置于馬弗爐中于60(TC焙燒4h，即得所制備的催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化 劑。 實(shí)施例2: 在燒杯中加入18. 20克Ca(N03)2 4H20、6. 43克Fe(N0》3 9H20、20克1102，加入 350mL去離子水、磁性轉(zhuǎn)子，于磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢柚寥苜|(zhì)完全溶解。用天平準(zhǔn)確稱取 7. 17g NaOH置于500mL燒杯中，加入370mL去離子水，用玻璃棒攪拌使其完全溶解。將盛 Fe (N03) 3、Ca (N03) 2混合溶液的燒杯置于5(TC水浴鍋中，NaOH水溶液倒入滴定管中進(jìn)行滴定 反應(yīng)，控制滴定速度為160d/min，直至滴定結(jié)束。用真空泵對(duì)滴定后的混合懸濁液進(jìn)行抽 濾，依次用200mL去離子水、50mL乙醇洗滌。把抽濾后得到的濾餅置于表面皿上，放到電熱 恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥12(TC，20h。于研缽中將烘干后的固體研磨成粉末，轉(zhuǎn)移至瓷坩堝 內(nèi)。置于馬弗爐中，于60(TC焙燒4h，即得所制備的催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化 劑。 實(shí)施例3: 在燒杯中加入15. 80克Ca(N03)2 4H20、4. 90克Fe(N0》3 9H20、25克1102，加入 350mL去離子水、磁性轉(zhuǎn)子，于磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢柚寥苜|(zhì)完全溶解。用天平準(zhǔn)確稱取 7. 17gNaOH置于500mL燒杯中，加入370mL去離子水，用玻璃棒攪拌使其完全溶解。將盛 Fe (N03) 3、Ca (N03) 2混合溶液的燒杯置于4(TC水浴鍋中，NaOH水溶液倒入滴定管中進(jìn)行滴定 反應(yīng)，控制滴定速度為170d/min，直至滴定結(jié)束。用真空泵對(duì)滴定后的混合懸濁液進(jìn)行抽 濾，依次用200mL去離子水、50mL乙醇洗滌。把抽濾后得到的濾餅置于表面皿上，放到電熱 恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥12(TC，20h。于研缽中將烘干后的固體研磨成粉末，轉(zhuǎn)移至瓷坩堝 內(nèi)。置于馬 弗爐中，于60(TC焙燒 ，即得所制備的催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化 劑。
實(shí)施例4: 在燒杯中加入16. 50克Ca(N03)2 4H20、4. 95克Fe(N0》3 9H20、19克1102，加入 350mL去離子水、磁性轉(zhuǎn)子，于磁力攪拌器上充分?jǐn)嚢柚寥苜|(zhì)完全溶解。用天平準(zhǔn)確稱取 7. 17gNaOH置于500mL燒杯中，加入370mL去離子水，用玻璃棒攪拌使其完全溶解。將盛 Fe (N03) 3、Ca (N03) 2混合溶液的燒杯置于4(TC水浴鍋中，NaOH水溶液倒入滴定管中進(jìn)行滴定 反應(yīng)，控制滴定速度為150d/min，直至滴定結(jié)束。用真空泵對(duì)滴定后的混合懸濁液進(jìn)行抽 濾，依次用200mL去離子水、50mL乙醇洗滌。把抽濾后得到的濾餅置于表面皿上，放到電熱 恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥12(TC，20h。于研缽中將烘干后的固體研磨成粉末，轉(zhuǎn)移至瓷坩堝 內(nèi)。置于馬弗爐中，于60(TC焙燒4h，即得所制備的催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化 劑。
權(quán)利要求
一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，以TiO2為載體，采用化學(xué)共沉淀的方法，經(jīng)滴定、抽濾、洗滌、干燥、焙燒，制得含有Ca2Fe2O5的活性組分的復(fù)合金屬氧化物催化劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，Ca、Fe原子摩爾數(shù)比為8 : 1-0.2 : 1，最佳的范圍為3.6 : 1-3.0 : 1。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，以NaOH或KOH為沉淀劑，對(duì)含Ca2+、Fe3+的溶液進(jìn)行滴定，滴定速度為100-200d/miru
4. 如權(quán)利要求1所述的一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，滴定反應(yīng)的水浴溫度為30-100°C。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，焙燒反應(yīng)溫度為400-800°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種催化降解二惡英的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法。以NaOH或KOH為沉淀劑，在劇烈攪拌、水浴條件下，滴定含Ca2+、Fe3+、TiO2的溶液，經(jīng)滴定、抽濾、洗滌、干燥、焙燒，制得復(fù)合金屬氧化物催化劑。通過控制Ca2+、Fe3+的組成、滴定速度，制備得到含有Ca2Fe2O5活性組分的復(fù)合金屬氧化物催化劑。本發(fā)明的催化劑具有成本低廉、制備方法簡(jiǎn)便，對(duì)二惡英類污染物催化降解活性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J23/78GK101733107SQ20081015283
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者孫紅文, 宋琪, 李然, 沈云超, 王淑榮, 馬小東 申請(qǐng)人:南開大學(xué)