[发明专利]CaZrO3

说明书

本发明公开了CaZrO3载体的制备方法及将贵金属负载于载体上的催化剂及其制备方法与应用，属于有机废水处理催化剂领域，其中包括CaZrO3载体的制备，然后将制得的CaZrO3载体浸渍于RuCl3、PdCl2或H2PtCl6溶液中，活性组分负载量为0.5~3wt%，500～900°C煅烧2～8h，即得贵金属负载于CaZrO3载体上的催化剂，然后将贵金属负载于CaZrO3载体上的催化剂的应用于处理有机废水中，本专利所制备的催化剂对含盐工业废水具有良好的处理效果，催化活性稳定，且使用寿命较长。

技术领域

本发明涉及有机废水处理催化剂领域，具体的说，是CaZrO3载体的制备方法及将贵金属负载于载体上的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

湿式氧化法(WetAirOxidation，简称WAO)是从20世纪50年代发展起来的一种重要的降解有毒、有害、高浓度有机废水的有效处理方法。它是在高温(150～350℃)和高压(0.5～20MPa)条件下，以空气中的氧气为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO2和H2O等无机物或小分子有机物的化学过程；在此过程中没有NOX、SO2和HCl等有害气体排出。WAO工艺最初由美国的F.J.Zimmermann于1958年提出，并取得了多项专利，故也称齐默尔曼法。该法自问世以来，首次运用于处理造纸黑液废水，现已在世界范围内得到广泛应用,迄今为止已有200多套工业装置在160多个国家和地区运行。

传统的湿式氧化技术需要较高的温度和压力以及相对较长的停留时间，尤其是对于某些难于被氧化的有机化合物，反应条件要求更为苛刻。因此，自20世纪70年代以来，人们在传统的湿式氧化基础上，发展起了催化湿式氧化技术(CatalyticWetAirOxidation，简称CWAO)，即向体系中加入催化剂，以降低反应的温度和压力，提高反应效率。催化湿式氧化法由于具有反应条件温和、处理效率高、反应速度快、装置小、适用范围广、可回收资源以及二次污染低等优点，是处理高浓度、难降解有机废水的极有发展前景的技术之一。

催化湿式氧化反应按反应形式可以分为均相催化湿式氧化反应和多相催化湿式氧化反应。催化湿式氧化反应的研究工作最初集中在均相催化湿式氧化反应上，这主要是由于均相催化湿式氧化的反应机理清楚，宜于研究和掌握。自20世纪70年代后期，催化湿式氧化反应的研究重点转移到了多相催化湿式氧化反应上，尤其是近年来所发表的文章及所申请的专利，主要是针对多相催化湿式氧化反应体系。

由于过渡金属氧化物具有较强的吸附和活化氧的能力，所以应用于多相催化湿式氧化反应的催化剂大多为过渡金属氧化物。此类催化剂可以分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂两大类。其中贵金属催化剂的活性组分有Ru，Pt，Pd，Rh及Ir等，因为其较非贵金属催化剂具有催化活性高、不易流失、寿命长等优点，具有实际应用前景，因此在催化湿式氧化催化剂研究中，大部分工作集中在贵金属催化剂体系上，尤其在二十世纪八九十年代所发表和申请的专利主要是关于贵金属催化剂。

近年来高盐废水的降解处理越来越受到人们的关注，废水中所含的卤素离子和含硫离子等对贵金属催化剂的毒化作用十分严重，使得贵金属催化剂的使用寿命和催化活性大大降低，这也制约了贵金属催化剂在高盐废水中的应用。

钙钛矿类无机功能材料具有稳定的晶体结构，负载贵金属后可将贵金属活性组分包裹固定于钙钛矿晶格中，使得贵金属组分不易流失和受到毒化作用的影响。

针对高盐废水，在催化湿式氧化中需要更高效和更稳定的催化剂，一方面需要提高催化剂对底物或氧气的的吸附能力以提高催化湿式氧化对有机物的降解效果；另一方面需要制备更加稳定的催化剂以减少活性组分的流失。钙钛矿型氧化物作为一种稳定的结构可以满足这两个需要，元素周期表中90％的金属元素可稳定在ABO3中，所以针对高盐高浓度有机废水，可以将贵金属固定在钙钛矿骨架中以减少活性组分流失；同时对钙钛矿型催化剂的A位和B位进行不同元素的取代得到适当氧空位的催化剂，从而提高催化剂对底物或氧气的的吸附能力以提高催化湿式氧化对有机物的降解效果。