二氧化氯催化劑的研制

1、氧化氯催化劑的研制2A負(fù)載型催化劑在倩化氯化法中按阱化刑形応叮分為兩人處.即均柑和II；均郴胖化利丄在水處理中由于均+H催化劑溶于水.隨水顯流矢，并且對(duì)環(huán)境逍成二次污染.因此，在廢水處理中儼化劑一観乘用非均相的.非均村儲(chǔ)化劑是在常溟酬壓F利用固體常化刊加速淞相(或氣相)的覺(jué)化反阿，它俄右固柏和液和(或氣I®間進(jìn)行，山于催化剤是以周轟亦在，因此容揚(yáng)仃廢水分離.從而可以克服儼化刑的濂失問(wèn)嬉.簡(jiǎn)化了處理流斤口*5®二氧化氯催化執(zhí)北法處理廢木屮聽(tīng)采用的催化利是負(fù)藏型菲均相催化剋.主要由稱性組分,載體助催覽制三部分組成亠此類(lèi)?；瘎堄直环Q育戟體催化劑或負(fù)殺是特活件徂仃負(fù)嶽侏化河嶽體表面

2、不僅可以起到傕化作用.乂可以避免催化粥的流失2-2催化劑載體的選擇&體是非均柑個(gè)化利中負(fù)栽活性組分的骨架是活件組分的分散制*粘A物或疋掙怵Hi于多相催化反應(yīng)艷界ift上進(jìn)行.J1HfflOJ的沾件隨比表血的増加而増加為了斷較高的催化活性，常將灑性組分負(fù)囊于大比It面K體I:鞏投體的選擇主聲考慮以下兒個(gè)方面*(1)®體箜典有較穩(wěn)定的理化性質(zhì).即惰tt：(2) 催化劑載體要具有臺(tái)童的機(jī)械性質(zhì)，包扌盅抗磨.抗ii扛嗖和便度上(3)催化刑裁體要JI有一定的穩(wěn)定tt；(4)僧化劑嶽體的比袁面積要高t(5)催化刑菽體要有爹孔性牯點(diǎn).忖札統(tǒng)要分布希理酬】，目前'較常用的催化荊我體H

3、活性厳.rAi皿“沸石*酬七命山f-顆?；畎√?GAC)的命比衣曲枳和超強(qiáng)的吸附能A木丈屮選用顆杭活性眾作為催化刑載休*活性舅廣泛應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)中它-W募孔性吸附材料，用于各種工業(yè)廢水的赴理.活供嵐具有較發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，英發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)能吸u:j;1卜勺、群的齊忡物甌miv，n沐冷my果取決r話性炭的粒度和分散用度.活性炭具有吸附性能、催化性能，具有勵(lì)理和化學(xué)上的穩(wěn)定性.活性舅作為廉化利用各種異枸化*氧低聚命和南化反應(yīng)中常做催化劑載體.即將仃傑化活性的物歳沉積活性貞上,一起用作催化制n這時(shí).活性炭對(duì)催化刪的活性、選擇性以及便用壽命都有大影響旳.活性康能耐酸、耐堿.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.

4、能在狡人的酸堿度范鬧內(nèi)應(yīng)用t而且不溶F水和其他溶劑,能經(jīng)受高溫高壓的作用，因此,在由J：它的活性,能用作催化劑或皆我體。23催化劑活性組分的選擇任供化紙化反應(yīng)中，過(guò)渡金風(fēng)緘化物和貴金風(fēng)作為催化劑活性組分被人們廣泛的應(yīng)用，如Ag、Pt、Cu、Pb、Fe、C。、Ni、Mn等的金同氣化物.其中Pt、Ag.Pb等貴金Willr催化活性高.使用壽命長(zhǎng)但是成本太高。而Cu、Ni等非貴金屬催化劑，由于它們價(jià)格便宜而且活性也較髙,因此被人們廣泛研究和應(yīng)用.二氧化氯催化氧化法中.活性成分主要選用過(guò)渡金賦及其氧化物.井按一定的比例并配以其它組分.組成多組分催化劑仟閱人址文獻(xiàn)得知，制系傅化刑是金風(fēng)鍵連接的佛化刑，無(wú)

5、論催化還斥II：僻化的反應(yīng),都足按定的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的.化學(xué)反應(yīng)可以看作是分子內(nèi)原子或原于團(tuán)的改組重排.在催化反應(yīng)中所有形式的化學(xué)鍵和化學(xué)反應(yīng)都可以表現(xiàn)出來(lái)刪.如本試驗(yàn)中,用二氧化氯催化氣化處理匸業(yè)廢水的過(guò)程中，催化劑中的CuO在反應(yīng)時(shí)除了和二紈化氯形成配介物外.還通過(guò)紙化還原作川使"己被還原為金風(fēng)。另外.Cu系催化劑又稱Cu系凈化劑，具冇脫硫、脫02、脫碑、冇機(jī)廢氣凈化等功能。近年來(lái)Cu系凈化劑在石油化工中的應(yīng)用范用不斷擴(kuò)展,已由原來(lái)的脫碑、脫緘擴(kuò)展到脫硫、脫氯、脫燉類(lèi)、脫CO、脫NOx及廢水處理等，并同時(shí)向多功能凈化劑方向發(fā)展.因此，銅系催化劑發(fā)展前景很好,為產(chǎn)生更優(yōu)的新工藝提供了

6、技術(shù)保證“】催化劑制備過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)便是各種組分的選擇與優(yōu)化是,需要通過(guò)大址的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行篩選。木實(shí)驗(yàn)牢鄭志軍師兄在畢業(yè)論文期間，對(duì)二氧化號(hào)催化氣化l!進(jìn)行過(guò)一些ar期研究。當(dāng)催化劑成分搭配為:活性組分為cu”，載體為活性炭時(shí),有較好的催化效果.本論文研究過(guò)程中.因受時(shí)間、工作盤(pán)導(dǎo)條件的限制,不再做體它活性組分打裁體成分的篩選.而采用Cu金賦的硝酸鹽溶液浸漬顆粒活性炭.制成一種催化劑。重點(diǎn)研究催化劑的催化氧化效果。2.4催化劑的制備過(guò)呈浸漬法制備催化劑催化劑的制備方法冇浸漬法、沉淀法、混介法、凝膠法、熔融法和化學(xué)氣相沉枳等方法。二氧化氯催化氧化法中催化劑的制備采用過(guò)量浸漬法.浸漬法的堆木原理：T

7、固體的孔隙與液體接觸時(shí)山于表血張力產(chǎn)生毛細(xì)忡壓丿J,使液體溼透到氏內(nèi)部：另外就是活性成分任伐體農(nóng)面的吸附回朗浸漬法制備催化劑的過(guò)程包括：戒體預(yù)預(yù)處理，浸漬，燥，焙燒等步賽"(1) 用夭T稱取催化劑我體并川蒸惴水將催化劑技體洗至中性，然后活化.在100匸條件下烘2小時(shí),F燥后備用:(2) 用天平稱取定駅的CMNO2將JI：溶于蒸惴水中制1UCu(NO3)2浸漬液：后將T燥好的活性炭浸漬在所制備的CMNO？浸漬液屮浸潰24小時(shí)：(3) 將浸漬液和活性炭的混介物放任水浴禍中，控制溫度在60X：的條件F，將其老化6小時(shí)：(4) 將老化完畢的浸演液和活性炭的混合物抽濾,抽濾后在室溫卜將其晾再放

8、入干燥箱中,調(diào)節(jié)干爍箱溫度至loor下烘2小時(shí)直至干燥:(5) 將燥后的活性炭放任馬福爐內(nèi)，調(diào)節(jié)馬福爐溫度，將催化劑烙燒，焙燒結(jié)束后制得催化劑成品。催化劑制備中要注意的問(wèn)題木文催化劑制備中浸漬液采用催化劑活件組分所対屜的硝酸鹽溶況匸要包括:裁體活化,浸漬,燥，焙燒導(dǎo)步鼻制得成品,任制備過(guò)程中一般應(yīng)注盤(pán)以下方面:(1) 越體的選抒仃活化：匸要從物理和化學(xué)兩方而因素考慮較體對(duì)催化劑物理性能和化學(xué)活性的影響，從而采用介適的方法活化以及衣面改性捉高催化劑活性。(2) 浸漬液的配制：進(jìn)行浸漬時(shí)通常采用供化劑活件組分所對(duì)應(yīng)的硝酸鹽溶液,且(焙燒時(shí)硝酸鹽溶液能分解成所需的活性組分,浸漬液濃度也足制備過(guò)程中主

9、?？伎暗囊蛩?。(3) 浸漬顆粒的熱處理過(guò)程：方面是在燥、焙饒過(guò)程中應(yīng)減少溶質(zhì)遷移：另方面催化劑焙燒可使金朋鹽轉(zhuǎn)化為仃效成分，rfua使得活性殂分和我體z間發(fā)生相互作用,從而提高催化劑穩(wěn)定性：再有就是焙燒溫度在淀程度上影響催化劑表曲金則晶粒的大小、分布及金則與嚴(yán)體的作用強(qiáng)弱阿。23催化劑的優(yōu)化條件(1) 我體預(yù)處理：采用1mol/L濃度的硝酸溶液對(duì)裁體進(jìn)行預(yù)處理：(2) 浸漬液濃度：浸漬液中活性組分的濃度會(huì)影響戒體上所吸附活性組分的數(shù)秋、分布和晶粒的大小,從而影響催化劑的性能.木實(shí)驗(yàn)主要活性組分gF含嚴(yán)根據(jù)不同種類(lèi)工業(yè)廢水而定,浸潰時(shí)間為24小時(shí)：(3) 焙燒溫度:焙燒溫度對(duì)催化劑農(nóng)面金風(fēng)晶粒大

10、小、分布及金JR與載體的作用強(qiáng)弱仃很人彩響.木實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)怙況確迅倍化劑的焙燒溫度。(4) 烙燒時(shí)間：焙饒時(shí)間對(duì)活性組分任伐體表(rii的分/U和活性都仃一定形響，焙燒時(shí)間過(guò)短,活性組分在我體農(nóng)面分布不均且活性不高：但焙燒時(shí)間過(guò)K,催化劑就會(huì)發(fā)生板結(jié).活性組分流失，影響催化劑的效果。木實(shí)驗(yàn)根抵不同種類(lèi)業(yè)廢水礎(chǔ)定焙燒時(shí)間。2.6催化劑的電鏡表征通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證催化劑的催化活性.還可以通過(guò)打描電F顯微鏡(SEM)觀察和研究催化劑的農(nóng)面結(jié)構(gòu)及分散怙況.掃描電績(jī)分析是£JSM-5600LvSEM型掃描電鏡上進(jìn)行,掃描電鏡分析直接對(duì)負(fù)磯仃催化劑活件炭農(nóng)面進(jìn)行扌I描，觀察活性細(xì)分以及活性炭的農(nóng)面形貌.了解負(fù)栽前百催化劑表面的結(jié)構(gòu)特征。2-1永憑我活性物誹Fig.2-1NotloadoftheactivesubstancesK2-2負(fù)欽活性物質(zhì)Fig.2-2Loadofthebci八e