[发明专利]Cr（Ⅵ）催化加氢还原的方法

说明书

本发明提供了一种Cr(Ⅵ)催化加氢还原的方法，该方法包括：在含Cr(Ⅵ)污染物的水体中加入催化剂，并调节pH，通入Nsubgt;2/subgt;，最后通入Hsubgt;2/subgt;；其中，所述催化剂为以纳米金和沉积在纳米金表面的钯原子为活性组分、以三氧化二铝为载体的负载型贵金属催化剂，通式为Pdsubgt;SAs/subgt;‑Ausubgt;NPs/subgt;/Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，该方法对于Cr(Ⅵ)催化加氢还原具有显著的高效性和稳定性，且实现原子态贵金属Pd的持续利用，提高了贵金属Pd的循环利用率而节约贵金属的用量，具有良好的经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体地，涉及一种Cr(Ⅵ)催化加氢还原的方法。

背景技术

铬以六价铬和三价铬的形式广泛存在于自然界中，其中六价铬Cr(Ⅵ)广泛应用于采矿、金属电镀和油漆行业，易于通过废水排放到环境水体中。由于其对人类和生态风险的强致癌和诱变作用，世界卫生组织(WHO)将饮用水中的Cr(Ⅵ)浓度严格控制在0.05mg/L以下，我国的生活饮用水卫生标准也规定饮用水中的Cr(Ⅵ)的含量不能超过0.05mg/L。近年来，人们已经探索了多种从水中去除Cr(Ⅵ)的方法，如吸附、化学还原、离子交换、光催化还原等。

吸附法去除Cr(Ⅵ)应用广泛，常用吸附剂是活性炭，该法的缺点是吸附剂吸附能力有上限，吸附饱和后需解析再生或更换，成本较高。化学还原法是利用还原剂将Cr(Ⅵ)在酸性条件下还原为Cr(III)，再加入石灰形成沉淀除去，该法缺点是生成了二次污染，治理成本较高。离子交换法是利用离子交换树脂对废水中Cr(Ⅵ)进行选择性吸附，使六价铬与水分离，然后再用试剂将六价铬洗脱下来进行净化，富集浓缩后回收利用。该法的缺点是这种方法使用的树脂易受污染而失效，而且再生废液中的钠和铁等杂质离子不能直接回用，排入环境会造成二次污染。而光催化还原法是基于催化剂在光照的条件下高效地还原Cr(Ⅵ)，但需消耗大量的能量，经济效益低。

液相催化加氢还原是去除重金属离子的绿色有效方法之一，通常是在液相介质中进行反应，所用溶剂一般包括水或有机溶剂。液相催化加氢还原体系通常采用固体催化剂，催化剂表面吸附氢气并将其活化为氢原子，从而将Cr(Ⅵ)还原为无毒无害的Cr(III)。该反应可在常温常压下进行，通常以氢气作为还原剂，故具有绿色、高效、易操作、无二次污染等特点。

贵金属催化剂(如Pt、Pd、Ru)由于其具有高选择性和较高的催化效率，已被广泛应用于催化加氢还原反应中。在贵金属催化剂中，Pd基催化剂因其优越的溶氢能力成为最优的选择。然而，Pd金属的稀缺和价格极大地限制了其大规模的应用。因此，为了最经济、高效、完全的利用Pd，探索设计具有高催化性能，高稳定性，可再利用的原子态Pd基催化剂成为一种可行的方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cr(Ⅵ)催化加氢还原的方法，该方法降解效率高，速度快，还原彻底，且实现了原子态贵金属Pd的持续利用，提高了贵金属Pd的循环利用率而节约贵金属的用量，具有良好的经济和环境效益。

为了实现上述目的，本发明提供了一种Cr(Ⅵ)催化加氢还原的方法，该方法包括：

在含Cr(Ⅵ)污染物的水体中加入催化剂，并调节pH，通入N₂，最后通入H₂；

其中，所述催化剂为以纳米金和沉积在纳米金表面的钯原子为活性组分、以三氧化二铝为载体的负载型贵金属催化剂，通式为Pd_SAs-Au_NPs/Al₂O₃。