[发明专利]一种适用于高浓度有机废水的湿式氧化催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于高浓度有机废水的湿式氧化催化剂的制备方法，包括(1)将载体进行预处理；(2)将铜源/铁源/锰源前驱体一种或几种溶解；(3)采用过量浸渍法，将多孔载体浸渍在前驱体溶液中，分离并干燥；(4)将步骤(3)所得产物进行焙烧(5)采用过量浸渍法，将步骤(4)的产物浸渍于含铈溶液中，分离、干燥，再次进行焙烧，形成湿式氧化催化剂。本发明方法制备的湿式氧化催化剂用于高浓度有机废水，具有成本低、性能稳定等特点。

技术领域

本发明涉及一种复合金属氧化物催化剂的制备方法，具体是一种用于湿式氧化催化剂的制备方法。

背景技术

湿式(空气)氧化(wet air oxidation，WAO)处理高浓度难降解有机废水，通常需要较高的温度和压力(200～3l5℃，2～21MPa)以及较长的停留时间，其反应条件非常苛刻。催化湿式氧化catalytic wetair oxidation，CWAO)在保持处理效果的条件下，可降低反应温度和压力，极大地推动湿式氧化的发展和应用。因此，研制具有较高活性和稳定性并适用于CWAO的催化剂，成为目前研究的重点和难点。炼油或乙烯废碱液(碱渣)中除含有不同浓度的游离碱(NaOH)，还含有大量高浓的Na₂S、有机酸性物质(以钠盐形式存在，如杂酚、环烷酸、硫醇、硫酚等)、硫醚以及噻吩等有机硫化物，呈恶臭、有毒，COD含量高达10000～150000mg/L，在催化湿式氧化过程中易发生催化剂中毒、金属活性成分流失以及COD去除效率低等问题，成为研究的难点。

CN1498860及1498861公开了一种湿式氧化催化剂，采用Pt、Pd、Rh、Ru中的一种或几种为活性成分，以La、Ce、Pr、Nd中的一种或几种为辅助组分，以TiO₂～ZrO₂为载体。该催化剂处理感光胶废水和含酚废水时COD去除率可达99％，废水的可生化性大幅度提高。但反应温度和压力均较高，对反应装置的要求高，贵金属造成催化剂制作成本高。

CN1669643公开了一种稀土复合氧化物催化剂，其为固体粉末状，组分为ZrO₂和Ce活性金属组分，浸渍于载体上，采用一次浸渍和一次焙烧后，实现催化剂的制备。

CN101485988公开了一种用于常温常压催化湿式氧化工艺的催化剂及其制备方法，以粉末状锌铝水滑石为载体，Fe为活性组分，Ce和Ti为助催化剂，采用浸渍法制备的催化剂，在常温常压下，曝气条件下，处理难降解废水时，TOC去除率达65～85％。

CN101185887公开“一种用于湿式氧化工艺的催化剂”，以粒径为3～5mm的γ-Al₂O₃为载体，浸渍过渡金属Mn或Mn的氧化物和稀土元素La或Ce的一种或两种金属盐溶液，各种金属负载重量均为5～8％，干燥后再300～600℃条件下焙烧3～7h，得到湿式氧化催化剂。

综上所述，采用负载的方式制备湿式氧化催化剂的涉及多种金属氧化物的添加，负载贵重金属的催化剂处理有机废水的COD转化率高，但成本昂贵，非贵金属类催化剂处理效果稍低，同时存在活性组分易流失、易失活的缺点。针对炼油或乙烯废碱液而言，废液中硫含量高，且有机物浓度高、种类多，目前的湿式氧化催化剂对废碱液处理效果过程中，催化剂易中毒、COD去除效率低、活性组分易于流失，影响催化剂的性能。

发明内容

本发明提供一种改进的湿式氧化催化剂制备方法，使制备的催化剂既可以抵抗催化剂在多种污染物共存体系中的中毒、失活，有效成分易流失，又可以提高催化剂强度，提高催化剂的稳定性，减少成本。

本发明的湿式氧化催化剂制备方法，采用浸渍法将金属氧化物分次负载在γ-Al₂O₃、SiO₂、陶瓷等多孔载体上。第一层次金属氧化物为Cu、Mn、Fe的氧化物中的一种或几种，第二层次为Ce的氧化物。

本发明湿式氧化催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：