申请日1996.08.20
公开(公告)日1998.02.25
IPC分类号C02F1/461; C02F1/72
摘要
一种电-多相催化反应处理二硝基苯酚工业废水的方法是以M-R/SiO2、Al2O3或活性炭为催化剂,其中M为过渡金属元素Fe,Co,Ni,Ti,V,Mn,W或Pd中一种或几种元素的氧化物,R为Zr或稀土元素,金属组的重量含量为0.4～8%,R为0.1～2%,余为载体;在平板或圆筒形电多相催化反应器中,催化剂填充到电极板间,在外加直流电压2～10伏,于常温常压下进行反应。其设备简单,操作方便,催化剂使用寿命长。利用这种方法可有效处理二硝基苯酚工业废废并无二次污染。
権利要求書
1.一种采用电---多相催化反应处理二硝基苯酚工业废水的方法，其特征在于 是按下述条件进行：
1)以M/SiO2、Al2O3或活性炭为催化剂，其中M为过渡金属元素Fe，Co，Ni，Ti，V， Mn，W或Pd中一种或几种元素的氧化物，金属组分的重量含量为0.4～8%，余为 载体;
2)在平板或园筒型电多相催化反应器中，催化剂填充到电极板间，在外加直流 电压2～10伏，于常温常压下进行反应。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂中加入助剂Zr，稀土或混合 稀土元素，催化剂中金属组分M-R的重量含量为：M：0.4～8%，助剂R：0.1～2%。
说明书
用电---多相催化反应处理二硝基苯酚工业废水的方法
本发明涉及一种工业废水处理的方法，具体地说是提供一种采用电---多相催 化反应来处理工业染料厂排放的含二硝基苯酚废水的方法。
随着人类社会的发展，愈来愈多的高新产品满足着人们日益增长的物质需要。 另一方面也同时产生大量的有害物质，污染环境，危害人类自下而上的空间，这已 为越来越多的人所认识到，因此，保护环境，保护地球，消除污染是面临迫切需要解 决的问题。工业废水，量大面广，污染水源，破坏生态环境。生物降解大概是最常 用的处理废水的过程。但是有些工业废水难以用生物降解的方法进行治理，如二 硝基苯酚的治理，由于其着色力极强，废水中成分复杂(如还含有Na2SO4及NaCl等 成分)，pH值为1～2，酸性和腐蚀性强，毒性大，毒物含量高，就不能用生化法进行处 理。多相催化作用是将物质进行转化的强有力手段，但一般要的反应条件较高，目 前尚未见到利用多相催化方法进行有效地治理含二硝基苯酚这种工业废水的报导。 本发明者们在早期曾提供过一种电--多相催化反应过程(CN1078171A)，该技术是 把化学催化与电催化过程结合到一起，利用催化剂活性组分和电激活的共同作用， 使反应分子活化，可在较温和反应条件下进行单用催化剂不能发生的反应。利用 这种方法可以处理啤酒厂的废水，并收到满意的效果。
本发明的目的是提供一种用电---多相催化反应处理二硝基苯酚工业废水的 方法。利用这种方法可将极难治理的含二硝基苯酚的染料厂排放废水得以处理， 并无二次污染，使该废水达到排放标准。
在用电---多相催化反应处理含有机物二业废水过程中，有机物降解实际上是 有机物被催化氧化而分解。其反应过程是，一方面于外加电场的激活下，可在水溶 液中引发产生以·OH为主的自由基，由于生成的·OH自由基具有很强的氧化性和 对有机物反应的无选择性，使得生物难降解的有机物在常温常压下的催化氧化降 能成为可能。另一方面，被处理的有机污染物可在催化剂表面被选择地进行催化 氧化。因此，选择适当含活性组分的催化剂和电场条件就可高效率地实现含有机 物工业废水的处理。本发明正是在本发明者前期工作的基础上，选择适当的催化 剂和反应条件使含二硝基苯酚的工业废水得以处理。具体地说本发明电--多相催 化法处理二硝基苯酚工业废水的方法，是在下述条件下于常温常压下进行的。
1.以M/SiO2，Al2O3或活性炭为催化剂，其中M为过渡金属元素Fe、Co、 Ni、Ti、V、Mn、W或Pd中一种或几种元素的氧化物，SiO2，Al2O3或活性炭为载体， 金属组分的含量(重量)为0.4～8.0%，余为载体。
催化剂的制备方法可采用浸渍法，用含有金属离子的可溶性氯化物或硝酸盐 水溶液，浸渍载体后，于25～60℃下放置1～30小时，在于80～110℃烘干，再于300 ～450℃下进行焙烧1～10小时，即可得到成品催化剂。在以活性碳为载体时，焙烧 是在氮气保护下进行。
2.在平板式或园筒型电多相催化反应器中，催化剂填充到两极板间或电极间， 加在两极间直流电压为2～10V，电流以不小于20mA为宜。由于采用电多相催化法 处理废水中，随废水的成份不同，工作电流变化的范围将较大，当电流强度低于 20mA时，电场激活作用减弱，将影响废水处理速度，但过高的电流强度并不能有效 地提高激活作用，又将消耗较大的电能。
在上述反应中，为提高催化剂的活性，可于催化剂中添加稀土元素或Zr作为助 剂。催化剂的活性组分为M-R，其中R为Zr、稀土或混合稀土元素。催化剂的组成 为M：0.4～8%，R：0.1～2%，余为载体。较好的催化剂组成为M：2～4%，R：0.5～1%，余 为载体。
下面通过实例对本发明的技术给予进一步地说明。
实施例1 M/SiO2催化剂的制备
取Fe(NO3)3和Ti(NO3)3水溶液混合配制成浸渍液，溶液浓度和使用量按载体 量和制备催化剂中金属含量按常规技术进行。将40～60目SiO2粉到入浸渍液中搅 拌放置12小时，于110℃干烘干2小时，再于350℃下焙烧5小时，自然冷却到室温制 成催化剂。催化剂中金属组分的重量为：Fe：2%，Ti：0.5%;其余为SiO2。按同样方 法可制得不同金属组分的M/SiO2催化剂，其催化剂的成分表示法相同。
实例2 M-R/SiO2催化剂的制备
取Mn(NO3)4，Ti(NO3)3和LaCl3水溶液混合配制成浸渍液，按实例1的方法制成 含助剂R的催化剂，催化剂中金属组分重量含量为：Mn：4%，Ti：1%，La：0.5%。按相同 方法可制不同金属组分的M-R/SiO2催化剂，其催化剂的成分表示法相同。制备中 载体可为SiO2，Al2O3或活性炭。当以活性炭为载体时，焙烧在氮气氛下进行。
