專利名稱：：水處理催化氧化用催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是對(duì)水處理催化氧化用催化劑的改進(jìn)，尤其涉及一種催化活性成份不易流失、處理效果好的催化劑。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)高濃度有機(jī)廢水；溫常壓催化氧化(例如CK)2催化氧化)用催化劑，其催化活性組份有銅、'鈷、鎳中的一種或幾種氧化物。例如中國(guó)專利CN1876237公開的催化劑，活性組分山硝酸鈰，硝酸銅，硝酸錳，硝酸鎳，硝酸鈷組成。中國(guó)專利CN1792441公開的催化劑，以Cu為活性組分，K、Zn或Ce為輔助組分，以活性炭.為載體。中國(guó)專利CN1卯7562公開有Cu〇/Y-^2〇3催化劑。屮國(guó)專利CN1772648公開的催化劑，銅、鈷、鎳中一種或幾種的金屬氧化物為活性組分，膨脹石墨為載體。然而氧化催化，最佳反應(yīng)條件需使處理廢水呈弱酸性(PH6-7)。催化劑中金屬氧化物催化活性組份，t《明在弱酸性環(huán)境下容易從載體上析出溶于水屮，一是造成催化活性組份的流失，縮短r催化劑使用壽命和效率，增加了運(yùn)行費(fèi)用；二是析出金屬催化組份會(huì)造成對(duì)水的二次污染，還需加以除去，增加了水處理的成本，而且對(duì)于貴重金屬催化活性組份，必須進(jìn)行回收處理。此外還有以鐵Fe為主催化活性組份的催化劑，例如屮國(guó)專利CN1695801公開的多相催化氧化用催化劑，以鐵Fe為基本活性組分，鋅Zn、銅Cu、鈷Co或錳Mn中的''種為輔助活性組分。中國(guó)專利CN1562798公開的氧化處理有機(jī)廢水FeA/Al^催化劑，活性組分為FeA，擔(dān)載量3%5%，載體是平均直徑為0n7mm的球形活性AlA。屮國(guó)專利CN101028948公開的催化劑，由Fe、Ni、Mn或Zr中'種或兒種的氧化物為活性組分，擔(dān)載在Al203或活性炭載體.匕中國(guó)專利CN101053837公開以FeA為主活性成份，Mn、Ni、Ce氧化物為輔催化成分的催化劑。然而鐵在金屬中為活潑金屬，在弱酸性條件下更易反應(yīng)t成可溶性鹽而脫離載體，因此Fe^較其他催化用金屬氧化物更易流失，并且鐵催化組份，催化效果相對(duì)低于貴重金屬氧化物催化活性組份。因此，目前水處理催化氧化用催化劑基本有效壽命最多只能使用5-6個(gè)月，短的2—3個(gè)月就失效，在一些化工廢水中有效使用壽命更短，需經(jīng)常更換或補(bǔ)充。催化活性組份在處理過(guò)程中的流失，在催化氧化法中'-難以有效解決，已成為氧化催化法處理廢水的一大難題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明H的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種催化活性成份不易流失，有效使用壽命長(zhǎng)，且催化效率并不降低的水處理催化氧化用催化劑。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是試驗(yàn)篩選采用偏釩酸銨作催化活性組分，偏釩酸銨既具有優(yōu)良的催化性能，乂基本不溶于冷水和微弱酸，因而不易造成催化活性組分的使用流失，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說(shuō)，本發(fā)明水處理催化氧化用催化劑，有催化劑載體和擔(dān)載催化活性組分組成，其特征在于催化活性組份為偏釩酸銨。本發(fā)明催化劑載體，與通常水處理用催化劑載體相同，主要為用于擔(dān)載、固定催化活性組份，可以是活性炭、多孔氧化鋁、分子篩、膨脹石墨等多孔性材料為載體。試驗(yàn)比較表明，載體中更好為釆用柱狀活性炭，較其他多孔性載體具有更好的處理效果。柱狀活性炭，一種較好為直徑2-3mm的，如果過(guò)小，雖然比表面積大，但難以用于固定床處理工藝，過(guò)大，一是價(jià)格高，二是反而會(huì)因比表面積減小，而降低有效擔(dān)載量。催化活性組分偏釩酸鉸(ammoniummetavanadate，NH4V03)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不僅有較好的催化效果，而且又難溶予冷水，及弱酸性水屮，在處理過(guò)程中不易脫離載體而流失，因而可以長(zhǎng)期有效保持活性組份不減少；并且其還不溶于乙醇、乙醚、氯化銨飽和溶液，因此可以用于處理大部分化工廢水。與通常催化劑同樣，催化活性組分在載體上的擔(dān)載量，根據(jù)載體吸附性能確定，理論上是越多越好，不同載體擔(dān)載擔(dān)載表明，其擔(dān)載量約可以達(dá)載體重量的2.0-5.0wtQ/。，通常擔(dān)載量為載體重量的2.0-3.0wt%。此區(qū)間值，是根據(jù)不同載體試驗(yàn)值，并非終端極值。偏釩酸銨擔(dān)載方法，與通常催化劑擔(dān)載相同，可以溶液浸漬擔(dān)載，由于其溶于堿液中，因此n丁以用堿將其溶解，然后按通常方法例如浸漬載帶，其他并無(wú)特別區(qū)別。本發(fā)明水處理催化氧化用催化劑，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)催化劑，由于選擇采用偏釩酸銨作催化活性組分，不僅與現(xiàn)有金屬氧化物活性組分具有相同處理效果，而且因其不溶于冷水及弱酸，因而不會(huì)造成催化活性組分的使用流失，延長(zhǎng)丫催化劑有效使用壽命，并且因無(wú)溶解脫離，也不會(huì)造成二次污染，不需回收，降低了處理成本。再就是偏釩酸銨價(jià)格相對(duì)較貴僉屬更便宜，僅1.5-2.0萬(wàn)元/噸，只有銅的1/3。以下結(jié)合二個(gè)具體實(shí)施例，示例性說(shuō)明及幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但實(shí)施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說(shuō)明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來(lái)，不偏離本發(fā)明構(gòu)思的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡(jiǎn)單改變或替換，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。具體實(shí)施例方式實(shí)施例l:選擇孔容0.5-0.6，直徑2-3mm柱狀活性炭，用清水洗除各種雜質(zhì)和粉塵，瀝干或烘干備用；將活性炭重量5wtM的偏釩酸銨(NH4V03)粉末、氫氧化鈉、水，三者按5:1.5:30配比，混合攪拌至完全溶解。根據(jù)測(cè)定活性炭孔容，計(jì)算出所需配制催化劑活性組分浸漬溶液體積，加水至該體積(重量)。將清洗干燥后的活性炭浸漬于此溶液中浸泡擔(dān)載，直至無(wú)氣泡產(chǎn)生，表明已浸透。將浸漬后活性炭用濾網(wǎng)瀝干后，于160-20(TC下烘干至恒重，即得可用催化劑。實(shí)施例2:取10-100g50目的天然鱗片石墨、濃硫酸15-100g、濃硝酸5-15g和雙氧水l-5g，將雙氧水加入天然鱗片石墨氧化，攪拌使混合均勻，再將石墨與雙氧水混合物加入濃硫酸，同時(shí)進(jìn)行攪拌使混合均勻；攪拌反應(yīng)一段時(shí)間后，加入濃硝酸繼續(xù)攪拌反應(yīng)，石墨由黑色漸漸變?yōu)樯罹G色，同時(shí)容器內(nèi)的鱗片石墨變軟成糊狀；反應(yīng)結(jié)束后，用蒸餾水洗滌反應(yīng)液并抽濾，重復(fù)多次至PKN7，得膨脹石墨載體。按上述方法測(cè)定孔容，浸漬催化組分。比較例稱取一定摩爾濃度0.01-0.1mol/l的硝酸銅、硝酸鈷、硝酸鎳中的一種或幾種的溶液，將處理好的載體放入上述溶液中浸泡至飽和，瀝干后放入干燥箱內(nèi)烘干。分別得到活性組分為氧化銅、氧化鈷、氧化鎳的催化劑。將上述催化劑，以C102為氧化劑，對(duì)某化工廠廢水(CODcr4290mg/L)進(jìn)行氧化催化處理試驗(yàn)，得結(jié)果如附表，顯示本發(fā)明催化劑具有與其他催化劑基本相同處理效果。將本發(fā)明催化劑與氧化鎳催化劑，進(jìn)行連續(xù)處理100天后，分別測(cè)定去除率，鎳催化劑去除率只有72%，本發(fā)明催化劑去除率仍然達(dá)到82%。說(shuō)明孔容測(cè)定V:取100ml活性炭，加水，測(cè)定活性炭的吸水量，計(jì)算孔容v-吸水量/100ml。堆密度粗略測(cè)定d:取100ml活性炭稱重w(g)，可按堆密度cNw/100大致計(jì)算出。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明構(gòu)思啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如催化劑擔(dān)載量的不同，采取不同堿及比例溶解偏釩酸銨，制得偏釩酸銨浸漬溶液，釆用不同載體等等的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，都能實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例基本相同功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說(shuō)，均屬于本專利保護(hù)范圍。本發(fā)明催化劑與現(xiàn)有催化劑催化氧化處理效果比較表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.水處理催化氧化用催化劑，有催化劑載體和擔(dān)載催化活性組分組成，其特征在于催化活性組份為偏釩酸銨。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述水處理催化氧化用催化劑，其特征在于催化劑載體為杵狀活性炭。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述水處理催化氧化用催化劑，其特征在于柱狀活性炭直徑2-3mm。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述水處理催化氣化用催化劑，其特征在于活性炭孔容0.5腸0.6。5、根據(jù)權(quán)利要求l、2、3或4所述水處理催化氧化用催化劑，其特征在于偏釩酸銨擔(dān)載量為載體重量的2.0-5.0wt%。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述水處理催化氣化用催化劑，其特征在于偏釩酸銨擔(dān)載量為載體重量的2.0-3.0wt%。全文摘要本發(fā)明是對(duì)水處理催化氧化用催化劑的改進(jìn)，其特征是擔(dān)載的催化活性組分為偏釩酸銨。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)催化劑，不僅與現(xiàn)有金屬氧化物活性組分具有相同處理效果，而且因其不溶于冷水及弱酸，因而不會(huì)造成催化活性組分的使用流失，延長(zhǎng)了催化劑有效使用壽命，并且因無(wú)溶解脫離，也不會(huì)造成二次污染，不需回收，降低了處理成本。再就是偏釩酸銨價(jià)格相對(duì)較貴金屬更便宜，僅1.5-2.0萬(wàn)元/噸，只有銅的1/3。文檔編號(hào)B01J23/22GK101367047SQ20081015662公開日2009年2月18日申請(qǐng)日期2008年9月22日優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日發(fā)明者曹云偉,胡劍明,趙法新申請(qǐng)人:宜興市華達(dá)水處理設(shè)備有限公司