申请日2015.01.14
公开(公告)日2015.04.29
IPC分类号B01J23/63; C02F101/34; C02F101/30; C02F1/72
摘要
本发明公开了一种处理有机小分子废水的催化剂，该催化剂包括载体和负载于载体上的催化成分，载体为CexZr1-xO2复合金属氧化物，x=1～0，催化成分为贵金属Pt或Ru，且催化成分的量为所述催化剂总重量的0.1～1wt%。本发明的催化剂可在低温低压下降解有机小分子废水，且催化活性高;且生产成本低、运营成本低，适用于工业中的催化湿式氧化技术中。
权利要求书
1.一种处理有机小分子废水 的催化剂，其特征在于：包括载体和负载于载体上的催 化成分，载体为CexZr1-xO2复合金属氧化物，x=1～0，催化成分为贵金属Pt或Ru，且催 化成分的量为所述催化剂总重量的0.1～1wt%。
2.一种权利要求1所述的处理有机小分子废水的催化剂的制备方法，其特征在于： 包括如下步骤：
(1)按x:1～x的摩尔比称取硝酸铈和硝酸锆，加水分别配制成硝酸铈溶液和硝酸锆 溶液;
(2)将氨水、氢氧化钾与水混合溶解后，制得碱液，再将其降温至0～10℃，其中 氨水与所述载体的摩尔比为1:1～17，氢氧化钾与所述载体的摩尔比为1:1～15;
(3)将步骤(1)制得的溶液边搅拌边缓慢滴入步骤(2)制得的0～10℃的碱液中， 然后于80～120℃保温5～20min，并同时搅拌;
(4)将步骤(3)制备的物料经过滤和去离子水洗涤后，于60～100℃烘干，再于空 气气氛中300～700℃焙烧2～5h，冷却至室温，即得所述载体;
(5)将步骤(4)制得的载体分散到0.1mM～0.5mM氨水中并搅拌2～5h，然后再加 入0.5～5%体积比的水合肼水溶液，搅拌1～3h;
(6)向步骤(5)的物料中加入贵金属Pt或Ru前驱体，并搅拌6～12h，依次经过 滤、洗涤和50～150℃的真空干燥后，再于氢气气氛中300～700℃焙烧2～5h，冷却至室温， 即得所述处理有机小分子废水的催化剂。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中氨水与所述载体 的摩尔比为1:1～15，氢氧化钾与所述载体的摩尔比为1:1～12。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)为：将步骤(1)制 得的溶液边搅拌边缓慢滴入步骤(2)制得的0～4℃的碱液中，然后于100～120℃保温 15～20min，并同时搅拌。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)为：将步骤(3)制 备的物料经过滤和去离子水洗涤后，于60～70℃烘干，再于空气气氛中600～700℃焙烧 4～5h，冷却至室温，即得所述载体。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)为：将步骤(4)制 得的载体分散到0.1mM～0.5mM氨水中并搅拌4～5h，然后再加入0.5～5%体积比的水合肼 水溶液，搅拌2～3h。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)为：向步骤(5)的 物料中加入贵金属Pt或Ru前驱体，并搅拌10～12h，依次经过滤、洗涤和80～100℃的真 空干燥后，再于氢气气氛中400～500℃焙烧4～5h，冷却至室温，即得所述处理有机小分 子废水的催化剂。
说明书
一种处理有机小分子废水的催化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种处理有机小分子废水的催化剂及 其制备方法。
背景技术
工业产生的废水往往会含有多种高浓度、有毒、危险的有机物质，如不加以处理直 接排放会导致环境严重的污染。催化湿式氧化技术近年来得到越来越多的应用，由于该方 法可以将有机物完全转化成二氧化碳与水，所以这个技术的应用被认为是最有效的处理工 业废水方法之一。有机小分子废水是污水中比较常见的中间产物，例如甲酸、甲醛、甲醇， 在处理有机物时往往会产生这些小分子。目前，对于有机小分子废水的研究较少，但是有 机小分子的处理在工业废水处理中又是至关重要的一个环节，尤其是在低浓度能有效得降 解有机小分子也是一个难题。因此，开发出成本低、催化活性好的处理有机小分子废水催 化剂具有巨大的工业应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理有机小分子废水的催化剂。
本发明的另一目的在于提供上述处理有机小分子废水的催化剂的制备方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种处理有机小分子废水的催化剂，包括载体和负载于载体上的催化成分，载体为 CexZr1-xO2复合金属氧化物，x=1～0，催化成分为贵金属Pt或Ru，且催化成分的量为所述 催化剂总重量的0.1～1wt%。
一种上述处理有机小分子废水的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按x:1～x的摩尔比称取硝酸铈和硝酸锆，加水分别配制成硝酸铈溶液和硝酸锆 溶液;
(2)将氨水、氢氧化钾与水混合溶解后，制得碱液，再将其降温至0～10℃，其中 氨水与所述载体的摩尔比为1:1～17，氢氧化钾与所述载体的摩尔比为1:1～15;
(3)将步骤(1)制得的溶液边搅拌边缓慢滴入步骤(2)制得的0～10℃的碱液中， 然后于80～120℃保温5～20min，并同时搅拌;
(4)将步骤(3)制备的物料经过滤和去离子水洗涤后，于60～100℃烘干，再于空 气气氛中300～700℃焙烧2～5h，冷却至室温，即得所述载体;
(5)将步骤(4)制得的载体分散到0.1mM～0.5mM氨水中并搅拌2～5h，然后再加 入0.5～5%体积比的水合肼水溶液，搅拌1～3h;
(6)向步骤(5)的物料中加入贵金属Pt或Ru前驱体，并搅拌6～12h，依次经过 滤、洗涤和50～150℃的真空干燥后，再于氢气气氛中300～700℃焙烧2～5h，冷却至室温， 即得所述处理有机小分子废水的催化剂。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中氨水与所述载体的摩尔比为 1:1～15，氢氧化钾与所述载体的摩尔比为1:1～12。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)为：将步骤(1)制得的溶液边搅 拌边缓慢滴入步骤(2)制得的0～4℃的碱液中，然后于100～120℃保温15～20min，并同 时搅拌;
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)为：将步骤(3)制备的物料经过 滤和去离子水洗涤后，于60～70℃烘干，再于空气气氛中600～700℃焙烧4～5h，冷却至室 温，即得所述载体。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(5)为：将步骤(4)制得的载体分散 到0.1mM～0.5mM氨水中并搅拌4～5h，然后再加入0.5～5%体积比的水合肼水溶液，搅拌 2～3h。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(6)为：向步骤(5)的物料中加入贵 金属Pt或Ru前驱体，并搅拌10～12h，依次经过滤、洗涤和80～100℃的真空干燥后，再 于氢气气氛中400～500℃焙烧4～5h，冷却至室温，即得所述处理有机小分子废水的催化 剂。
本发明的有益效果是：
1、本发明的催化剂可在低温低压下降解有机小分子废水，且催化活性高。
2、本发明的催化剂适用于有机小分子废水，例如含甲酸、甲醛、甲醇中至少一种废 水，在50℃以下、总压力为1Mpa以下、反应时间6h以内将化学需氧量(COD)降解 接近100%。
3、本发明的催化剂适用废水浓度广(50-5000mg/L含甲醛、甲酸、甲醇中至少一种污 水)，即使在低浓度情况下(COD<200ppm)也能将化学需氧量(COD)降解95%以上。
4、本发明的催化剂的生产成本低、运营成本低，适用于工业中的催化湿式氧化技术 中。
