CN106179427B - 一种高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂，以活性氧化铝粉体为原料，以金属氧化物、金属氯化物和造孔剂为助剂，再用胶溶剂进行捏合、成型，所述各成分占质量百分比为：活性氧化铝粉70%‑85%、金属氧化物5%‑15%、金属氯化物10%‑25%、造孔剂0.5%‑4.5%，本发明还公开了制作再生催化剂的方法，本方法制备出的蒽醌降解物再生催化剂以高比表面、大孔容活性氧化铝为原料，以金属氧化物、金属氯化物和造孔剂为活性组分（替代传统催化剂中易流失的苛性碱），实现金属氧化物活性组分在载体上的高分散和持久稳定固化，获得一种高活性、长寿命的蒽醌降解物再生催化剂，从而确保其再生催化活性的高效性和持久性。

Description

一种高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种新型高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂及其制备方法。
背景技术
过氧化氢（H2O2）是一种环境友好的基础精细化学品，被广泛应用于医药、化工合成、环境保护、造纸和纺织等领域。过氧化氢全球年消耗量超过2000万吨（按照27.5%质量浓度计算），我国年产量已达1200万吨，是世界上最大的生产国和消费国。蒽醌法是目前国际上规模化生产过氧化氢的唯一方法，在蒽醌法制备过氧化氢过程中，蒽醌与氢气反应生成氢蒽醌和四氢氢蒽醌，然后通过氧气或空气氧化使其转变为蒽醌和四氢蒽醌，同时生产过氧化氢。在氢化或氧化过程中形成的、不具备过氧化氢生产能力的蒽醌衍生物则被称为蒽醌降解物。氢化阶段生成的降解物主要是芳香环过度加氢和羧基断裂形成的化合物，主要有蒽酮、羟基蒽酮、蒽、八氢蒽醌、四氢蒽和环氧化物等。这些降解物需要通过碱性再生催化剂对工作液中的降解物进行再生，从而使其重新转变为有效蒽醌。大部分蒽醌降解物可在再生催化剂的作用下转变为有效蒽醌并重复使用，其再生效率取决于再生催化剂的性能。
目前市场上蒽醌降解物再生催化剂主要为活性氧化铝载体负载NaOH、KOH或相应氧化物等活性组分，但是在使用过程中这些活性组分易溶入水而流失，平均使用寿命不到60天。催化剂寿命短意味着需要不断更新催化剂，将产生如下负面影响：（1）增加过氧化氢生产成本，恶化了产品质量，直接影响装置正常的生产；（2）再生催化剂中吸附了大量昂贵的蒽醌工作液，且污染环境；（3）更换过程中需要大量劳动力，无疑增加过氧化氢生产成本；（4）浪费国家宝贵的铝资源，因此，如何制备高活性和长寿命的蒽醌降解物再生催化剂一直是过氧化氢行业关注的热点和急需突破的关键问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是利用造孔剂提高蒽醌降解物再生催化剂的孔容与比表面积，以金属氧化物、金属氯化物为活性组分（替代传统催化剂中易流失的苛性碱），实现金属氧化物、金属氯化物活性组分在载体上的高分散和持久稳定固化，获得一种高活性、长寿命的蒽醌降解物再生催化剂，从而确保其再生催化活性的高效性和持久性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种新型高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂，以活性氧化铝粉体为原料，以金属氧化物、金属氯化物和造孔剂为助剂，再用胶溶剂进行捏合、成型，所述各成分占质量百分比为：活性氧化铝粉70%-85%、金属氧化物5%-15%、金属氯化物10%-25%、造孔剂0.5%-4.5%。
在本发明一个较佳实例中，所述金属氧化物为液体氢氧化物与固体氢氧化物的混合体，其中，所述液体氢氧化物占金属氧化物重量百分比为45%-55%。
在本发明一个较佳实例中，所述金属氧化物为次氯酸钙、次氯酸镁、碳酸钙、碳酸镁中的一种或两种。
在本发明一个较佳实例中，所述造孔剂为纤维素、田箐粉、淀粉中的一种。
一种新型高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂的制备方法，包括：
（1）将氢氧化铝粉碎后送入快脱炉进行快速脱水得到活性氧化铝粉体；所述活性氧化铝粉体灼烧减量控制在 6-10wt%；
（2）将活性氧化铝粉体、金属氧化物、金属氯化物和造孔剂送入高速混合机进行混合；
（3）将上述混合均匀的料送入捏合机，加入胶溶剂进行捏合，然后放入液压挤出机挤成条形；
（4）将步骤（3）得到的条形料送入烘房中，在 150℃下高温养生 3-10h；
（5）将养生好的条送入活化炉进行焙烧，焙烧温度为 500-750℃，焙烧时间为3-6h，得到蒽醌降解物再生催化剂，所述蒽醌降解物再生催化剂的技术指标为：再生活性：≥8.5 g/L•d（50℃，10g催化剂，100mL工作液，反应24小时）;预期寿命：≥ 150天。
本发明的有益效果是：本发明利用造孔剂提高蒽醌降解物再生催化剂的孔容与比表面积，以金属氧化物、金属氯化物为活性组分（替代传统催化剂中易流失的苛性碱），实现金属氧化物、金属氯化物活性组分在载体上的高分散和持久稳定固化，获得一种高活性、长寿命的蒽醌降解物再生催化剂，从而确保其再生催化活性的高效性和持久性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
（1）将氢氧化铝粉碎后送入快脱炉进行快速脱水得到活性氧化铝粉体；所述活性氧化铝粉体灼烧减量控制在7wt%；
（2）将质量百分比为75%活性氧化铝粉体、质量百分比为22%的次氯酸钙、5质量百分比为5的金属氯化物和质量百分比为3%造孔剂送入高速混合机进行混合；
（3）将上述混合均匀的料送入捏合机，加入胶溶剂进行捏合，然后放入液压挤出机挤成条形；
（4）将步骤（3）得到的条形料送入烘房中，在 150℃下高温养生10h；
（5）将养生好的条送入活化炉进行焙烧，焙烧温度为 650℃，焙烧时间为3h，得到蒽醌降解物再生催化剂，得到的蒽醌降解物再生催化剂的分析数据为：再生活性：9.3g/L•d（50℃，10g催化剂，100mL工作液，反应24小时）;使用寿命：180天。
实施例2
（1）将氢氧化铝粉碎后送入快脱炉进行快速脱水得到活性氧化铝粉体；所述活性氧化铝粉体灼烧减量控制在 8.5wt%；
（2）将质量百分比为80%活性氧化铝粉体、质量百分比为22%的次氯酸镁、质量百分比为8%金属氯化物和质量百分比为2%造孔剂送入高速混合机进行混合；
（3）将上述混合均匀的料送入捏合机，加入胶溶剂进行捏合，然后放入液压挤出机挤成条形；
（4）将步骤（3）得到的条形料送入烘房中，在150℃下高温养生10h；
（5）将养生好的条送入活化炉进行焙烧，焙烧温度为 700℃，焙烧时间为4h，得到蒽醌降解物再生催化剂，得到的蒽醌降解物再生催化剂的分析数据为：再生活性：8.9g/L•d（50℃，10g催化剂，100mL工作液，反应24小时）;使用寿命：162天。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂，其特征在于，以活性氧化铝粉体为原 料，以化合物、金属氯化物和造孔剂为助剂，再用胶溶剂进行捏合、成型，所述各成分占 质量百分比为：活性氧化铝粉70%-85%、化合物5%-15%、金属氯化物10%-25%、造孔剂 0.5%-4.5%；
所述高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂的制备方法包括：
（1）将氢氧化铝粉碎后送入快脱炉进行快速脱水得到活性氧化铝粉体；所述活性氧化铝粉体灼烧减量控制在 6-10wt%；
（2）将活性氧化铝粉体、化合物、金属氯化物和造孔剂送入高速混合机进行混合，所述化合物为次氯酸钙、次氯酸镁、碳酸钙、碳酸镁中的一种或两种；
（3）将上述混合均匀的料送入捏合机，加入胶溶剂进行捏合，然后放入液压挤出机挤成条形；
（4）将步骤（3）得到的条形料送入烘房中，在 150℃下高温养生 3-10h；
（5）将养生好的条送入活化炉进行焙烧， 焙烧温度为 500-750℃，焙烧 时间为3-6h，得到蒽醌降解物再生催化剂，所述蒽醌降解物再生催化剂的技术指标为：再生活性：≥ 8.5g/L•d，所述再生活性是在50℃，10g催化剂，100mL工作液，反应24小时得到;预期寿命：≥150天。
2.根据权利要求1所述的高效长寿命蒽醌降解物再生催化剂，其特征在于，所述造 孔剂为纤维素、田箐粉、淀粉中的一种。
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