CN104084217B - 一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂及其制备方法 Download PDF

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一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂及其制备方法,涉及一种催化剂。所述氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂以贵金属‑非贵金属纳米合金为活性成分,以活性炭为载体,其通式表述为M1M2/C,式中M1代表贵金属Pt、Pd、Ru、Rh等中的一种,M2代表非贵金属Fe、Co、Ni、Cu等中的一种,按质量百分比,催化剂各组分的含量是M1为0.1~5%,最好是0.3~3%,M2为1~10%,最好是2~8%,余量为活性炭。制备方法:配制贵金属‑非贵金属混合溶液,将活性炭加入混合溶液浸渍后,真空干燥,在氮气气氛下焙烧,即得氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂。具有良好的氨氮催化转化性能,还具有良好的稳定性。

Description

一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种催化剂,尤其是涉及一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂及 其制备方法。
背景技术
[0002] 废水中氨氮的存在不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭、破坏水体生态平衡,而 且增加生活和工业用水前处理的难度和成本,甚至对人类产生毒害作用。开发经济、绿色、 高效的氨氮废水处理技术刻不容缓,但因各种原因或技术的局限性,氨氮废水处理难题一 直未能彻底解决。
[0003] 目前,氨氮的处理方法主要有吹脱法、离子交换法、吸附法、折点氯化法、化学沉淀 法、生物法和催化湿式氧化法等。
[0004] 吹脱法、离子交换法和吸附法等物理处理方法只是将氨氮转移,并没有将其转化, 因而需要考虑氨氮二次处理问题,且物理处理方法受传质限制,无法彻底除去水中的氨氮。
[0005] 折点氯化法、化学沉淀法能较好的处理低氨氮浓度的废水,但面对高浓度氨氮废 水,其处理操作费用高居不下,且往往由于加入其它化学成分而带来二次污染。
[0006] 生物法是目前处理低浓度氨氮(<300mg/L)废水最主要的方法,但其工艺流程复 杂,处理设备多,常需外加碳源,能耗大,成本高,且难以处理高浓度氨氮废水以及有毒废 水。
[0007] 催化湿式氧化技术是20世纪80年代发展起来的一种治理废水的新技术,该方法是 在一定温度、压力下,以空气(或氧气)为氧化剂,通过催化剂催化作用,一次性将氨氮全部 转为对人类和环境完全无害的氮气,无需考虑二次处理,建设及运行费用仅为常规方法的 60%左右,且能有效处理高、中、低不同浓度的氨氮废水。但该技术还处于刚起步阶段,国内 外鲜见相关专利申请,只有研究论文报道。
[0008] 催化湿式氧化处理氨氮废水技术的核心在于适宜的催化剂。从文献报道来看,负 载型贵金属催化剂具有较好的催化活性,但现有氨氮废水处理所用的贵金属催化剂贵金属 用量偏高(>3%),且工作条件苛刻(高温高压)。如常规浸渍法制备Pt/Ti0 2催化剂要在200 °〇和3.6MPa的条件下,才能有效去除废水中的氨氮(Applied Catalysis B: Environmental,2012,128:64-71)。共浸渍法制备的RuPd/Ce〇2催化剂在200°C 和2 • OMPa的 反应条件,具有良好的氨氮脱除性能,但Ru和Pd的总负载量高达5% (Topics in Catalysis ,2005,33: 77-86) Jd/C催化剂能在较为温和条件下(150°C,2MPa)去除废水中 80%以上的氨氮,但该催化剂贵金属Pd含量较高(3%)(4口口116(1〇3七317818 13-Environmental,1998,16 (3) :261-268)。非贵金属催化剂具有更好的经济性,但其氨氮催化 转化活性很低,即使在230 °C和2. OMPa的条件下,氨氮的去除率也只仅有20 % (Water Research,2004,38:778-782) 〇
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供活性高(尤其是低温活性)、稳定性好和成本较低溃金属含 量低)的一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂及其制备方法。
[0010] 所述氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂以贵金属-非贵金属纳米合金为活性成 分,以活性炭为载体,其通式表述为M1M2/C,式中Ml代表贵金属Pt、Pd、Ru、Rh等中的一种,M2 代表非贵金属?6、〇)、附、〇1等中的一种,按质量百分比,催化剂各组分的含量是組为0.1~ 5%,最好是0.3~3%,112为1~10%,最好是2~8%,余量为活性炭。
[0011] 所述氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂的制备方法如下:
[0012] 配制贵金属-非贵金属混合溶液,将活性炭加入混合溶液浸渍后,真空干燥,在氮 气气氛下焙烧,即得氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂。
[0013] 所述浸渍的时间可为4~12h;所述真空干燥的温度可为40~100°C;所述焙烧的条 件可在250~550 °C下焙烧2~6h。
[0014] 本发明所述氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂适用于氨氮废水的催化湿式氧 化处理,在使用前用氢气350 °C预还原lh后进行反应,废水氨氮含量为100~5000ppm,适宜 反应(氧气或空气)压力0 • 1~5MPa,反应温度80~230°C。
[0015] 本发明所述氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂与传统负载型贵金属催化剂相 比,由于采用贵金属-非贵金属纳米合金作为活性组分,使得所需的贵金属含量大大降低 (可低于1 %),节约了成本。由于贵金属和非贵金属之间存在特殊的相互作用,故本发明的 催化剂具有良好的氨氮催化转化性能(尤其是低温催化性能)。另外,本发明催化剂还具有 良好的稳定性,在连续测试的5个周期内,优良的催化性能稳定保持不变。
具体实施方式
[0016] 下面是本发明的实施例,但本发明不仅限于这些实施例。
[0017] 实施例1
[0018] 催化剂制备
[0019] 将0.0400g FeS〇4 • 4H20溶于2.6mLlg/500mL RuC13溶液,制得所需的贵金属-非贵 金属混合溶液,加入〇.5g活性炭载体,搅拌均匀,静置12h后真空干燥,最后,将所得的固体 粉末于氮气中450 °C焙烧4h,制得Ruo. 5Fe2. o/C催化剂。
[0020] 考评条件:反应前,催化剂在350°C下用氢气预还原lh。在高压反应釜中进行反应, 催化剂用量〇. 4g,废水中氨氮含量2000ppm,反应温度180°C,反应压力0.5MPa,反应4h。纳氏 试剂法检测氨氮,液相色谱检测硝酸盐、亚硝酸盐。考评结果见表1。
[0021] 实施例2
[0022] 催化剂制备参照实施例1,将RuC13溶液换做3.3mLlg/500mL H2PtCl6 • 6H20溶液。 其余条件相同,制得制得Pto.5Fe2.Q/C催化剂。考评条件同实施例1,考评结果见表1。
[0023] 实施例3
[0024] 催化剂制备参照实施例1,将RuC13溶液换做3.2mllg/500mL RhCl3 • 3H20溶液。其 余条件相同,制得其余条件相同,制得Rho.5Fe2.Q/C催化剂。考评条件同实施例1,考评结果见 表1。
[0025] 实施例4
[0026] 催化剂制备参照实施例1,将RuC13溶液换做2. lmllg/500mL PdCl2溶液。其余条件 相同,制得其余条件相同,制得Pdo.5Fe2.Q/C催化剂。考评条件同实施例1,考评结果见表1。
[0027] 表1不同贵金属-非贵金属纳米合金催化剂的氨氮催化转化性能
[0028]
Figure CN104084217BD00051
[0029] 实施例5
[0030] 催化剂制备参照实施例1,将FeSCk • 4出0换做0.0406g NiCl2 • 6出0。其余条件相 同,制得制得PtQ.5Ni2.Q/C催化剂。考评条件同实施例1,考评结果见表2.
[0031] 实施例6
[0032] 催化剂制备参照实施例1,将FeSCk • 4出0换做0.0406g C0CI2 • 6出0。其余条件相 同,制得制得Pt〇.5C〇2.Q/C催化剂。考评条件同实施例1,考评结果见表2。
[0033] 实施例7
[0034] 催化剂制备参照实施例1,将FeSCk • 4出0换做0.0261g CuCl2 • 2出0。其余条件相 同,制得制得Pt〇.5CU2.Q/C催化剂。考评条件同实施例1,考评结果见表2。
[0035] 表2不同贵金属-非贵金属纳米合金催化剂的氨氮催化转化性能
[0036]
Figure CN104084217BD00052
[0037] 实施例8~10
[0038] 催化剂制备同实施例1。考评条件参照实施例1,将反应温度分别改为200,150,120 考评结果见表3。
[0039] 表3反应温度对RuQ.5Fe2.Q/C催化剂的氨氮催化转化性能的影响
[0040]
Figure CN104084217BD00061
[0041] 实施例11~14
[0042] 催化剂制备同实施例1。考评条件参照实施例1,同一催化剂连续反应5次,考评结 果见表4。
[0043] 表4反应温度对RuQ.5Fe2. Q/C催化剂的氨氮催化转化性能的稳定性
[0044]
Figure CN104084217BD00062
[0045] 本发明提供一种催化活性高(尤其是低温活性)、稳定性好和价格较低的用于氨氮 废水处理的催化剂。所述的催化剂以贵金属-非贵金属纳米合金为活性成分,以活性炭为载 体,含有贵金属口1^、?(1、1?11、1?11中的一种,非贵金属?6、(:0、附、(:11中的一种。催化剂各组分的最 佳含量(元素的质量百分比)为贵金属含量0.3~3%,非贵金属含量2~8%。催化剂采用共 浸渍法制备。

Claims (5)

1. 一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂的制备方法,其特征在于所述氨氮废水催 化湿式氧化处理的催化剂,以贵金属-非贵金属纳米合金为活性成分,且贵金属在合金表面 富集,以活性炭为载体,其通式表述为M1M2/C,式中Ml代表贵金属?1?(1、此、1^中的一种,12 代表非贵金属Fe、Co、Ni、Cu中的一种,按质量百分比,催化剂各组分的含量是Ml为0.1~ 5%,112为1~10%,余量为活性炭; 所述制备方法的具体步骤如下: 配制贵金属-非贵金属混合溶液,将活性炭加入混合溶液浸渍后,真空干燥,在氮气气 氛下焙烧,在使用前用氢气350°C预还原lh后进行反应,即得氨氮废水催化湿式氧化处理的 催化剂。
2. 如权利要求1所述一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂的制备方法,其特征在 于按质量百分比,催化剂各组分的含量是Ml为0.3~3%,M2为2~8%,余量为活性炭。
3. 如权利要求1所述一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂的制备方法,其特征在 于所述浸渍的时间为4~12h。
4. 如权利要求1所述一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂的制备方法,其特征在 于所述真空干燥的温度为40~100°C。
5. 如权利要求1所述一种氨氮废水催化湿式氧化处理的催化剂的制备方法,其特征在 于所述焙烧的条件是在250~550 °C下焙烧2~6h。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105709737B (zh) * 2014-12-01 2018-07-31 大连福瑞普科技有限公司 催化湿式氧化催化剂及其制法
CN104874407B (zh) * 2015-06-04 2018-01-09 南京神克隆科技有限公司 一种负载型纳米铁合金催化剂及深度处理印染废水的方法
CN105692995A (zh) * 2016-02-19 2016-06-22 浙江奇彩环境科技股份有限公司 一种氨基酸废水的资源化处理方法
CN105854900A (zh) * 2016-04-27 2016-08-17 厦门大学 一种无害化处理氨氮废水的催化湿式氧化催化剂及其制备方法
CN106328962B (zh) * 2016-08-24 2018-10-23 北方工业大学 一种复合电氧化催化材料的制备方法
TWI695816B (zh) * 2018-11-21 2020-06-11 南裕催化有限公司 使用觸媒之廢水處理系統及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306943A (zh) * 2000-01-31 2001-08-08 大阪瓦斯株式会社 废水的处理方法以及催化剂洗涤再生方法
WO2003076348A1 (fr) * 2002-03-11 2003-09-18 Nippon Shokubai Co., Ltd. Procede de traitement des eaux usees
CN1524613A (zh) * 2003-02-27 2004-09-01 海云才 以碳材料为载体的高活性湿式氧化催化剂及其制备方法
CN102101715A (zh) * 2009-12-18 2011-06-22 中国科学院兰州化学物理研究所 一种有机废水的处理方法
CN102372357A (zh) * 2010-08-20 2012-03-14 中国科学院成都有机化学有限公司 一种催化湿式氧化预处理焦化废水的方法
CN103041818A (zh) * 2011-10-17 2013-04-17 中国石油化工股份有限公司 催化湿式氧化催化剂的制备方法和有机废水处理方法
CN103657681A (zh) * 2013-08-16 2014-03-26 韩山师范学院 一种贵金属-过渡金属-稀土复合的催化湿式氧化催化剂制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9193613B2 (en) * 2006-10-03 2015-11-24 Siemens Energy, Inc. pH control to enable homogeneous catalytic wet air oxidation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1306943A (zh) * 2000-01-31 2001-08-08 大阪瓦斯株式会社 废水的处理方法以及催化剂洗涤再生方法
WO2003076348A1 (fr) * 2002-03-11 2003-09-18 Nippon Shokubai Co., Ltd. Procede de traitement des eaux usees
CN1524613A (zh) * 2003-02-27 2004-09-01 海云才 以碳材料为载体的高活性湿式氧化催化剂及其制备方法
CN102101715A (zh) * 2009-12-18 2011-06-22 中国科学院兰州化学物理研究所 一种有机废水的处理方法
CN102372357A (zh) * 2010-08-20 2012-03-14 中国科学院成都有机化学有限公司 一种催化湿式氧化预处理焦化废水的方法
CN103041818A (zh) * 2011-10-17 2013-04-17 中国石油化工股份有限公司 催化湿式氧化催化剂的制备方法和有机废水处理方法
CN103657681A (zh) * 2013-08-16 2014-03-26 韩山师范学院 一种贵金属-过渡金属-稀土复合的催化湿式氧化催化剂制备方法

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