Cu系濕式氧化催化劑的制備及降解有機(jī)污染物的研究.pdf

1、濕式氧化技術(shù)是在高溫(125-320℃)、高壓(0.5-20MPa)條件下處理高濃度、有毒、有害難降解有機(jī)工業(yè)廢水的技術(shù)。但由于反應(yīng)中操作條件較苛刻，使?jié)袷窖趸夹g(shù)的廣泛應(yīng)用受到了限制。催化濕式氧化技術(shù)能夠降低反應(yīng)溫度和壓力，縮短反應(yīng)時間，提高氧化效率，因此受到廣泛重視，其中高效、穩(wěn)定催化劑的研制已成為催化濕式氧化技術(shù)的研究熱點(diǎn)，是濕式氧化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。因此本文主要研究了用于催化濕式氧化的非貴金屬氧化物催化劑。 首先采用浸漬的

2、方法制備了負(fù)載型 CuO/γ-A1<,2>O<,3>催化劑并以苯酚為目標(biāo)污染物研究了Cu<'2+>的溶出原因，主要是酸性溶出和反應(yīng)性溶出。為了減少苯酚的催化濕式氧化反應(yīng)中 Cu<'2+>溶出的問題，用共沉淀法制備了Cu-Zn-Al催化劑。并選用Cu、Zn、Al的混合比例為主要影響因素設(shè)計(jì)使用了L9(3<'3>)正交試驗(yàn)進(jìn)行了制備條件的優(yōu)化，得到Cu：Zn：AI=2：3：2的Cu-Zn-Al催化劑性能最好，在氧分壓P=3MPa，T=180

3、℃的條件下運(yùn)行60min對苯酚的 COD 去除率為97.6％，Cu<'2+>溶出量為12.5mg/L。 其次將Cu-Zn-Al 催化劑用于在氧分壓P=3MPa，T=150℃的條件下運(yùn)行30min的催化濕式氧化H-酸的實(shí)驗(yàn)中。為了獲得在H-酸濕式氧化反應(yīng)中催化劑的最佳制備條件，選用Cu、Zn、Al的混合比例和老化時間、焙燒溫度、焙燒時間為影響因素，進(jìn)行了L<,25>(5<'6>)正交實(shí)驗(yàn)，并分別以COD去除率和Cu<'2+>溶出量

4、為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行因素優(yōu)化。其中對于降解H-酸的COD去除率，最優(yōu)方案是Cu：Zn：A1=4：2：1，老化時間為18小時，700℃焙燒12小時：對于減少降解 H-酸時的Cu<'2+>溶出,最優(yōu)方案是Cu：Zn：AI=1：5：5，老化時間為21小時，900℃焙燒8小時。 以H-酸為目標(biāo)污染物繼續(xù)探討了以分子篩為載體的Cu-Zn催化劑的制備。采用以等體積浸漬法分別制得了不同負(fù)載量的Cu-Zn/ZSM-5 和 Cu-Zn/HY催化劑，和以共沉

5、淀法制得的Cu-Zn-Al催化劑在反應(yīng)溫度150℃，氧氣分壓3MPa，總反應(yīng)時間30min，攪拌強(qiáng)度600r/min的條件下對H-酸水溶液進(jìn)行濕空氣催化氧化降解。研究結(jié)果表明：對于處理H-酸水溶液，與參比CuZn-A1催化劑相比，分子篩負(fù)載的Cu-Zn系列催化劑的COD去除率更高，這主要是催化活性中心在分子篩上獲得了更優(yōu)越的分散性；在ZSM-5分子篩上最佳的CuO負(fù)載量為3.41％，ZnO負(fù)載量為1.16％，在HY分子篩上最佳的CuO負(fù)