[发明专利]用于有机废水处理的湿式氧化催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种湿式氧化催化剂，其包括TiO₂、Bi和Ru，其中所述TiO₂包括锐钛矿型TiO₂和金红石型TiO₂混合晶型的TiO₂。本发明还提供了一种湿式氧化催化剂的制备方法，其包括：步骤A：将锐钛矿型TiO₂、含Bi化合物和无机酸混合，挤出成型后，焙烧，得到含锐钛矿型和金红石型混合晶型的催化剂载体；步骤B：将Ru负载到催化剂载体上；步骤C：将化合态Ru还原为单质Ru。本发明提供的湿式氧化催化剂可以有效降低废水中的COD。

技术领域

本发明涉及一种用于有机废水处理的湿式氧化催化剂及其制备方法。

背景技术

湿式氧化是20世纪50年代美国科学家Zimmermann开发的一种处理有毒、有害、高浓度有机废水的工艺。该工艺是在高温(125～320℃)、高压(0.5～20MPa)条件下，以空气或纯氧为氧化剂，利用羟基自由基的强氧化性，液相中将有机污染物氧化为CO2和水等无机物或小分子有机物的化学过程。

与其他处理方法相比，湿式氧化技术具有以下五个明显的优点：

1)应用范围广，适用于处理各种高浓度有机废水；

2)处理效率高，在合适的反应条件下，COD去除率可达90％以上；

3)氧化速率快，反应停留时间在0.1～2小时，因此与生化法(停留时间1-5天)相比，设备占地面积大幅减小；

4)二次污染少，反应过程不产生NO_x，SO₂，HCl，CO等有害气体；

5)能耗低，当COD大于20000mg/L时，利用氧化反应产生的热量可以提供反应所需的热量。

一些容易处理的废水，经湿式氧化技后，可以实现直接排放。而某些难处理的废水，湿式氧化也可以作为生化处理的预处理，通过湿式氧化，降低废水的COD，去除对生化细菌有毒有害的物质，提高废水的可生化性。

为提高湿式氧化的反应效率，从而降低反应条件，缩短反应停留时间，减少生产成本，上世纪八十年代起，催化湿式氧化技术应运而生。催化湿式氧化是在传统的湿式氧化工艺中添加针对废水组成而设计的高效、稳定的催化剂。根据催化剂的类别，催化湿式氧化技术分为均相催化和多相催化两类。由于均相催化剂在反应后，需要进行金属离子的沉降回收，因而使工艺流程变得复杂，造成废水处理成本升高。不同于均相催化剂，多相催化剂具有易分离，可重复使用等优点，简化了湿式氧化的操作流程，因此更具应用价值。开发多相湿式氧化催化剂已成为该领域的研究热点。

CN102125842公开了一种多相湿式氧化催化剂的制备方法。以选自铂、钌、铑、铱、金中的一种或几种的贵金属元素为活性组分；以稀土元素选自镧、铈、镨、钕中的一种或几种的稀土元素为辅助组分；将活性组分和辅助组分担载于陶瓷-活性炭载体。但该方法由于采用陶瓷-活性炭为载体，载体及活性组分在苛刻的反应条件下容易流失，因此该催化剂在长周期运行中，COD脱除效率逐渐降低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的湿式氧化催化剂降解废水中COD效率低的问题，为此本发明提供一种湿式氧化催化剂，该催化剂具有脱除COD效率高的优点。

在第一方面，本发明提供了一种湿式氧化催化剂，其具有如下所述的X射线衍射图案：