微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑、其制備方法及應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑、其制備方法及應用。該催化劑組成為：EaXbYcZd，其中，E為TiO2、ZrO2或二者組合而成的復合氧化物中的一種，X為V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、W、Bi氧化物的一種或其中幾種組成的復合氧化物中的一種，Y為稀土元素氧化物CeO2、Y2O3、La2O3、Nd2O3的一種或由其中幾種組成的復合氧化物中的一種，Z為堿土金屬元素氧化物MgO、CaO、SrO、BaO的一種或由其中幾種組成的復合氧化物中的一種。本發(fā)明的催化劑微波催化氧化處理高濃度有機廢水，其COD去除率達80％以上，廢水易于生物氧化處理。
【專利說明】
微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑、其制備方法及 應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及催化劑領域，特別涉及一種微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化 劑、其制備方法及應用。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)代化學工業(yè)(如石油化工、印染、農藥、制藥、造紙、精細化工、煤制油及煤化工等 等行業(yè))生產過程中通常會產生大量高濃度、高毒性、含有難生物降解有機物的有機廢水。 這些廢水的組成成分復雜，處理難度大，而且若不及時處理將會嚴重地污染環(huán)境。
[0003] 目前，常用的高濃度有機廢水處理工藝主要有生化法、化學法、物理法、物理化學 法等。化學法主要有化學氧化法、萃取法、吸附法、焚燒法、催化氧化法等。這些方法大多處 理工藝復雜，設備多，操作難度大;且由于不同生產裝置排放出的廢水組成復雜，不能集中 處理。而生物處理方法雖然工藝較成熟、設備簡單、處理能力大、運行成本低，但對于含難生 物降解有機物或抑制生物降解有機物的廢水，很難達到良好的處理效果。在20世紀70年代 開始出現(xiàn)的催化濕式氧化法，可集中處理含難生物降解有機物的高濃度廢水，但其需要在 高溫、高壓環(huán)境下反應，實際應用中處理費用高，對反應器的材質要求高，能耗高，很大程度 上限制了其工業(yè)應用。
[0004] 近年發(fā)展起來的微波催化氧化技術是一種廢水處理新方法，其在常溫常壓或低溫 低壓的條件下利用微波能選擇性加熱，使磁性物質產生"熱點"，加速污染物的去除，短時高 效，尤其對難生物降解的有機污染物處理效果更好，已成為廢水催化氧化處理技術中研究 的熱點，催化劑作為催化氧化反應的核心，更是近期研究的焦點之一。目前，對于微波催化 氧化催化劑大多數(shù)的研究及專利均集中在活性炭體系及活性氧化鋁體系中，但這兩種催化 體系水熱穩(wěn)定性與抗酸堿腐蝕性差，在長期運行或多次反應時無法保持催化劑的強度，弓丨 起催化劑的活性組份流失、破裂、粉化等問題，造成催化效率下降，無法長期穩(wěn)定運行，難以 進一步工業(yè)化應用。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑、其制備方法及 應用，以解決現(xiàn)有技術中催化劑水熱穩(wěn)定性與抗酸堿腐蝕性差，長期運行催化劑的活性組 份流失、破裂、粉化，造成催化效率下降的技術問題。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種微波催化氧化處理高濃 度有機廢水的催化劑。該催化劑組成為:EaX bYcZd，a、b、c、d分別為E、X、Y、Z在催化劑中的摩 爾分數(shù);其中，E為Ti〇2、Zr〇2或二者組合而成的復合氧化物中的一種，X為V、Mn、Fe、Co、Ni、 &1、211、0(1、1、81氧化物中的一種或其中幾種組成的復合氧化物中的一種，￥為稀土元素氧化 物〇6〇2、￥ 2〇3、1^2〇3、制2〇3中的一種或由其中幾種組成的復合氧化物中的一種，2為堿土金屬 元素氧化物MgO、CaO、SrO、BaO中的一種或由其中幾種組成的復合氧化物中的一種。
[0007] 進一步地，催化劑的組分的摩爾分數(shù)分別為:b = 0.001~0.1，c = 0.001~0.1，d = 0 · 001 ~0 · 05，a = l-b-c-d。
[0008] 進一步地，當催化劑組成中E組分為Ti02、Zr02復合氧化物時，Ti0 2、Zr02以任意比 例混合；當催化劑組成中X組分為Mn、Ni、Cu、Fe、Co、Cd、V、Bi、W、Zn氧化物中的幾種組成的復 合氧化物時，組成復合氧化物的氧化物以任意比例混合；當催化劑組成中Y組分為Ce0 2、 Y2〇3、La2〇3、Nd2〇3中的幾種組合而成復合氧化物時，組成復合氧化物的氧化物以任意比例混 合；當催化劑組成中Z組分為1%0、0&0、3抑、8&0中的幾種組合而成復合氧化物時，組成復合 氧化物的氧化物以任意比例混合。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種上述催化劑的制備方法。該制備方法包括以 下步驟:S1，將E組分的氧化物加入粘結劑混合成型后，在80~120 °C干燥4~12小時，隨后在 300~900 °C焙燒4~24小時制得催化劑載體;S2，將催化劑載體浸入含有X、Y及Z組分的可溶 性鹽制得的水溶液中，浸漬6~24小時，隨后在80~120°C干燥4~12小時，在300~900°C焙 燒2~24小時制得催化劑。
[0010]進一步地，粘結劑為硫酸氧鈦或聚乙烯醇。
[0011] 進一步地，可溶性鹽為硝酸鹽、碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽或酸銨。
[0012] 進一步地，S2中的焙燒溫度為500~800°C，焙燒時間為4~12小時。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種上述催化劑在高濃度有機廢水的微波催化氧 化處理中的應用。
[0014] 進一步地，微波催化氧化處理的條件為:微波頻率:915MHz或2450MHz;電壓:400~ 1000w;反應溫度:室溫~200°C ;反應壓力:常壓~2MPa;液時空速(LHSV): 1~501Γ1;氧化劑： 氧氣或空氣。
[0015] 進一步地，高濃度有機廢水的C0D值為3000~100000。
[0016] 本發(fā)明的微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑為比表面積較小但是穩(wěn)定 性高的氧化物組合而成復合氧化物，既可滿足強度要求，又能夠耐強酸強堿;烯土元素氧化 物的加入促進了催化劑組分間的復合，其貯氧性能進一步提高了催化活性;堿土金屬氧化 物的加入進一步增強了催化劑的穩(wěn)定性，延長了催化劑使用壽命。本發(fā)明的催化劑可解決 采用Al 2〇3等多孔材料在水熱、酸(或堿)性條件下水熱穩(wěn)定性與抗酸堿腐蝕性差，長期運行 無法保證催化劑的強度，將造成催化劑的活性組份流失、破裂、粉化，催化效率下降;而活性 炭及相關新型碳材料長期暴露在氧化氛圍下會逐漸被氧化，造成催化效率下降等問題。采 用本發(fā)明的催化劑微波催化氧化處理高濃度有機廢水，其C0D去除率達80 %以上，處理后的 廢水易于生物氧化處理。
【具體實施方式】
[0017] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0018] 現(xiàn)有技術中，微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑水熱穩(wěn)定性與抗酸堿腐 蝕性差，長期運行催化劑的活性組份流失、破裂、粉化，造成催化效率下降等技術問題。針對 上述技術問題，本發(fā)明的發(fā)明人提出了以下技術方案。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，提供一種微波催化氧化處理高濃度有機廢水的 催化劑。該催化劑組成為:EaXbYcZd，a、b、c、d分別為E、X、Y、Z在催化劑中的摩爾分數(shù);其中，E 為Ti02、Zr02或二者組合而成的復合氧化物中的一種，X為￥、]?11^6、(：〇、附、(：11、211、0(1、1、81氧 化物中的一種或其中幾種組成的復合氧化物中的一種，Y為稀土元素氧化物Ce0 2、Y2〇3、 La2〇3、Nd2〇3中的一種或由其中幾種組成的復合氧化物中的一種，Z為堿土金屬元素氧化物 MgO、CaO、SrO、BaO中的一種或由其中幾種組成的復合氧化物中的一種。
[0020]本發(fā)明的微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑為比表面積較小但是穩(wěn)定 性高的氧化物組合而成復合氧化物，既可滿足強度要求，又能夠耐強酸強堿;烯土元素氧化 物的加入促進了催化劑組分間的復合，其貯氧性能進一步提高了催化活性;堿土金屬氧化 物的加入進一步增強了催化劑的穩(wěn)定性，延長了催化劑使用壽命。本發(fā)明的催化劑可解決 采用Al 2〇3等多孔材料在水熱、酸(或堿)性條件下水熱穩(wěn)定性與抗酸堿腐蝕性差，長期運行 無法保證催化劑的強度，將造成催化劑的活性組份流失、破裂、粉化，催化效率下降;而活性 炭及相關新型碳材料長期暴露在氧化氛圍下會逐漸被氧化，造成催化效率下降等問題。采 用本發(fā)明的催化劑微波催化氧化處理高濃度有機廢水，其C0D去除率達80 %以上，處理后的 廢水易于生物氧化處理。
[0021] 優(yōu)選的，催化劑的組分的摩爾分數(shù)分別為:b = 0.001~0.1，c = 0.001~0.1，d = 0.001~0.05，a = l-b-c_d〇
[0022]根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，當催化劑組成中E組分為Ti02、Zr02復合氧化物 時，Ti02、Zr02以任意比例混合；當催化劑組成中X組分為Mn、Ni、Cu、Fe、Co、Cd、V、Bi、W、Zn氧 化物中的幾種組成的復合氧化物時，組成復合氧化物的氧化物以任意比例混合；當催化劑 組成中Y組分為〇6〇2、￥2〇3、1^2〇3 4(12〇3中的幾種組合而成復合氧化物時，組成復合氧化物的 氧化物以任意比例混合；當催化劑組成中Z組分為MgO、CaO、SrO、BaO中的幾種組合而成復合 氧化物時，組成復合氧化物的氧化物以任意比例混合。
[0023]所述催化劑的制備方法可以為現(xiàn)有已知的催化劑制備方法(如:物理混合法、浸漬 法、沉淀法等）中的任一種。根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，提供一種上述任一種的催化 劑的制備方法，包括以下步驟:S1，將E組分的氧化物加入粘結劑混合成型后，在80~120°C 干燥4~12小時，隨后在300~900 °C焙燒4~24小時制得催化劑載體;S2，將催化劑載體浸入 由X、Y及Z組分的可溶性鹽制得的水溶液中，浸漬6~24小時，隨后在80~120°C干燥4~12小 時，在300~900°C焙燒2~24小時制得催化劑。其中，粘結劑可以為硫酸氧鈦或聚乙烯醇等， 可溶性鹽為硝酸鹽、碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽或酸銨等。S2中的焙燒溫度為500~800 °C，焙燒 時間為4~12小時。
[0024]根據(jù)本發(fā)明一種典型的實施方式，提供一種上述任一種催化劑在高濃度有機廢水 的微波催化氧化處理中的應用。優(yōu)選的，微波催化氧化處理的條件為:微波頻率:915MHz或 2450MHz;電壓:400~1000w;反應溫度:室溫~200°C ;反應壓力：常壓~2MPa;空速(LHSV): 1 ~501Γ1;氧化劑:氧氣或空氣?？商幚淼母邼舛扔袡C廢水的C0D值為3000~100000。
[0025] 下面將結合實施例進一步說明本發(fā)明的有益效果。
[0026] 實施例1
[0027] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在80 °C干燥4小時，在300 °C焙燒4小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的Μη (Ν〇3) 2、Ce (Ν〇3) 3、Ca (Ν〇3) 2水溶液6小時后，在80 °C干燥4小時，在300 °C焙燒4小時制得催化 劑（T i 〇2 ) Q. 997 ( Mn〇2 ) Q. QQl ( Ce〇2 ) Q. QQl ( CaO ) Q. 001。
[0028]微波催化氧化處理：將一定量的催化劑加入微波催化反應器中，將CODCr = 22100mg/L的高濃度有機廢水以一定速度栗入，處理條件如下：微波頻率:915MHz;電壓： 800w;反應溫度:室溫;反應壓力:常壓;空速(LHSV): 11Γ1;氧化劑:氧氣。
[0029] 處理結果:處理后廢水C0DGr = 4250mg/L，C0D去除率80.77 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 80mg/L。
[0030] 實施例2
[0031] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在120 °C干燥12小時，在900 °C焙燒24小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成 的Mn(N〇3) 2、Ce (N〇3)3、Ca(N〇3)2水溶液24小時后，在120 °C干燥12小時，在900 °C焙燒24小時 制得催化劑（TiOdo.i^MnOdo.ooKCeOdo.oWCaOkotno
[0032] 微波催化氧化處理:如例1所示。
[0033] 處理結果:處理后廢水C0DGr = 3110mg/L，C0D去除率85.93 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 65mg/L。
[0034] 實施例3
[0035] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時，在600 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的 Mn(N03)2、Ce(N03)3、Ca(N0 3)2水溶液12小時后，在100°C干燥6小時，在600°C焙燒12小時制得 催化劑(T i〇2) 〇. 997 (Μη〇2) 〇. mi (Ce〇2) 〇. mi (CaO) 〇. 〇〇1。
[0036] 微波催化氧化處理:如例1所示。
[0037] 處理結果:處理后廢水C0DCr = 3530mg/L，C0D去除率82.67 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 48mg/L。
[0038] 實施例4
[0039] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時，在600 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的 Mn(N03)2、Ce(N03)3、Ca(N0 3)2水溶液12小時后，在100°C干燥6小時，在600°C焙燒12小時后重 復此浸漬焙燒過程三次，最終制得催化劑(TiOdo.TdMnOdo.KCeOdo.KCaOkos。
[0040] 微波催化氧化處理:如例1所示。
[0041 ] 處理結果:處理后廢水C0DGr = 1320mg/L，C0D去除率94.03 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 25mg/L。
[0042] 實施例5
[0043]催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時，在600 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的 Mn(N03)2、Ce(N03)3、Ca(N0 3)2水溶液12小時后，在100°C干燥6小時，在600°C焙燒12小時后重 復此浸漬焙燒過程一次，最終制得催化劑(TiO 2)Q.88(MnO2)Q.() 5(CeO2)().()5(CaO)().02。
[0044]微波催化氧化處理:如例1所示。
[0045] 處理結果:處理后廢水〇?&=165()1^/1，〇)0去除率92.53%。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 38mg/L。
[0046] 實施例6
[0047] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時，在800 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的 Mn(N03)2、Ce(N03)3、Ca(N0 3)2水溶液12小時后，在100°C干燥6小時，在800°C焙燒12小時后重 復此浸漬焙燒過程一次，最終制得催化劑(TiO 2)Q.88(MnO2)Q.() 5(CeO2)().()5(CaO)().02。
[0048] 微波催化氧化處理:如例1所示。
[0049] 處理結果:處理后廢水C0DGr= 1410mg/L，C0D去除率93.62 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 35mg/L。
[0050]實施例7-19
[0051]催化劑制備條件及微波氧化處理條件均與實施例5相同，分別調整X、Y、Z的組分元 素，催化劑組成及處理結果見表1。
[0052] 實施例20
[0053]催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時后，在800 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成 的偏鎢酸銨、Ce (N〇3) 3、Ca (N〇3) 2水溶液6小時后，在100 °C干燥6小時，在800 °C焙燒12小時制 得催化劑(TiO2)Q.88(TO3)Q.() 5(CeO2)().()5(CaO)0.02。
[0054]微波催化氧化處理:如例1所示。
[0055] 處理結果:處理后廢水C0DGr= 1910mg/L，C0D去除率91.36 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 60mg/L。
[0056] 實施例21
[0057] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時后，在800 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成 的NH3V03、Ce(N0 3)3、Ca(N03)2水溶液12小時后，在100°C干燥6小時，在800°C焙燒12小時制得 催化劑（Ti0 2)0.88(V205)0. 05(Ce〇2)0.05(CaO)0.02〇
[0058] 微波催化氧化處理:如例1所示。
[0059] 處理結果:處理后廢水C0DGr = 2005mg/L，C0D去除率90.93 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 65mg/L。
[0060] 實施例22
[0061 ]催化劑制備:取一定量的鈦白粉、氧化鋯及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶 液，捏合成型后在100 °C干燥6小時，在800 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比 例組成的Mn (N〇3) 2、Ce (N〇3) 3、Ca (N〇3) 2水溶液12小時后，在100 °C干燥6小時，在800 °C焙燒12 小時后重復此浸漬焙燒過程兩次，最終制得催化劑(TiO2)Q.44(ZrO 2)Q.44(MnO2)().()5(CeO2) 0.05 (Ca0)o.〇2〇
[0062]微波催化氧化處理:如例1所示。
[0063] 處理結果:處理后廢水0?&=148〇1^/1，0)0去除率93.30%。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 25mg/L。
[0064] 實施例23
[0065] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時，在800 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的 皿11(勵3)2、(：11(勵 3)2、06(從)3)3、03(勵3) 2水溶液12小時后，在100°(：干燥6小時，在800°(：焙燒12 小時后重復此浸漬焙燒過程兩次，最終制得催化劑(TiO2)Q.88(MnO2)().() 25(CuO)().()25(CeO2)0.05 (CaO)o.〇2〇
[0066]微波催化氧化處理:如例1所示。
[0067] 處理結果:處理后廢水C0DGr= 1580mg/L，C0D去除率92.85 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 20mg/L。
[0068] 實施例24
[0069] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時，在800 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的 皿11(勵3)2、06(勵 3)3、1^(從)3)3、03(勵3) 2水溶液12小時后，在100°(：干燥6小時，在800°(：焙燒12 小時后重復此浸漬焙燒過程兩次，最終制得催化劑（Ti0 2)Q. 88(Mn02 )o.Q5( Ce02 )0.25 (La2〇3)o.〇25(CaO)o.〇2〇
[0070] 微波催化氧化處理:如例1所示。
[0071] 處理結果:處理后廢水C0DGr= 1520mg/L，C0D去除率93.12 %。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 35mg/L。
[0072] 實施例25
[0073] 催化劑制備:取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合 成型后在100 °C干燥6小時，在800 °C焙燒12小時制得載體。將所得載體浸入一定比例組成的 皿11(勵3)2、06(勵 3)3、03(從)3)2、83(勵3) 2水溶液12小時后，在100°(：干燥6小時，在800°(：焙燒12 小時后重復此浸漬焙燒過程兩次，最終制得催化劑(TiO 2)Q.88(MnO2)Q.() 5(CeO2)().()5(CaO)0.01 (Ba0)o.oi〇
[0074] 微波催化氧化處理:如例1所示。
[0075] 處理結果:處理后廢水0?&=149〇1^/1，0)0去除率93.26%。將此廢水進一步通入 生化法處理裝置，處理后廢水C0DGr = 30mg/L。
[0076] 實施例26
[0077]將實施例6的微波催化氧化反應連續(xù)進行100小時，C0D去除率基本不變，維持在 93%左右，反應后拆出催化劑的機械強度未見降低，催化劑組分配比基本不變。
[0078] 對照實施例1
[0079] 取適量活性炭載體，浸入一定比例組成的Mn (N〇3) 2水溶液12小時后，在100 °C干燥6 小時，在800°C焙燒12小時后制得催化劑，將此催化劑置入微波催化反應器中，待處理廢水 及處理條件同實施例1，初始C0D去除率86 %，連續(xù)運行100小時后，C0D去除率下降到50 %以 下，處理后廢水中有大量黑色粉末，拆出的反應后催化劑強度明顯下降，催化劑重量明顯減 輕。
[0080] 對照實施例2
[00811 取適量活性氧化鋁載體，浸入一定比例組成的Μη(Ν03)2及Ce(N03) 3水溶液12小時 后，在100°C干燥6小時，在800°C焙燒12小時后制得催化劑，將此催化劑置入微波催化反應 器中，待處理廢水及處理條件同實施例1，初始⑶D去除率88%，連續(xù)運行100小時后，C0D去 除率下降到75%以下，拆出的反應后催化劑強度明顯下降，催化劑活性組分配比明顯降低。 [0082] 對照實施例3
[0083]取一定量的鈦白粉及助劑田菁粉，加入定量的硫酸氧鈦水溶液，捏合成型后在100 °C干燥6小時，在800°C焙燒12小時制得氧化鈦催化劑，將此催化劑置入微波催化反應器中， 待處理廢水及處理條件同實施例1，COD去除率26%。
[0084]表1催化劑組成、制備條件及處理結果
[0086]
[0087] 由上述實施例可以看出，本發(fā)明的微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑具 有如下優(yōu)點：
[0088] 1.本發(fā)明的微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑為比表面積較小但是穩(wěn) 定性高的氧化物組合而成復合氧化物，催化反應活性高，催化劑機械強度好，穩(wěn)定性高，壽 命長。
[0089] 2.采用本發(fā)明催化劑微波氧化處理高濃度有機廢水，其C0D去除率達80%以上，易 于進一步地生物氧化處理。
[0090]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種微波催化氧化處理高濃度有機廢水的催化劑，其特征在于，所述催化劑組成為： EaXbYcZd，a、b、c、d分別為E、X、Y、Z在催化劑中的摩爾分數(shù) ;其中，E為Ti02、Zr02或二者組合而 成的復合氧化物中的一種，X為￥、]?11、？6、(：〇、附、〇1、211、0(1、1、81氧化物中的一種或其中幾種 組成的復合氧化物中的一種，Y為稀土元素氧化物Ce〇2、Y 2〇3、La2〇3、Nd2〇 3中的一種或由其中 幾種組成的復合氧化物中的一種，Z為堿土金屬元素氧化物1%0、0&0、3抑、8&0中的一種或由 其中幾種組成的復合氧化物中的一種。2. 根據(jù)權利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑的組分的摩爾分數(shù)分別為:b = 0.001~0.1，c = 0.001~0.1，d = 0.001~0.05，a = l-b-c_d〇3. 根據(jù)權利要求1所述的催化劑，其特征在于，當所述催化劑組成中E組分為Ti02、Zr02 復合氧化物時，Ti〇2、Zr〇2以任意比例混合；當所述催化劑組成中X組分為Μη、Ni、Cu、Fe、Co、 Cd、V、Bi、W、Zn氧化物中的幾種組成的復合氧化物時，組成復合氧化物的氧化物以任意比例 混合；當所述催化劑組成中Y組分為&0 2、￥2〇3、1^2〇3、恥2〇 3中的幾種組合而成復合氧化物 時，組成復合氧化物的氧化物以任意比例混合；當所述催化劑組成中Z組分為MgO、CaO、SrO、 BaO中的幾種組合而成復合氧化物時，組成復合氧化物的氧化物以任意比例混合。4. 一種如權利要求1至3中任一項所述的催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： S1，將E組分的氧化物加入粘結劑混合成型后，在80~120 °C干燥4~12小時，隨后在300 ~900 °C焙燒4~24小時制得催化劑載體； S2,將所述催化劑載體浸入含有X、Y及Z組分的可溶性鹽制得的水溶液中，浸漬6~24小 時，隨后在80~120°C干燥4~12小時，在300~900°C焙燒2~24小時制得所述催化劑。5. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為硫酸氧鈦或聚乙烯醇。6. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述可溶性鹽為硝酸鹽、碳酸鹽、氯化 物、硫酸鹽或酸銨。7. 根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述S2中的焙燒溫度為500~800 °C， 焙燒時間為4~12小時。8. -種如權利要求1至3中任一項所述的催化劑在高濃度有機廢水的微波催化氧化處 理中的應用。9. 根據(jù)權利要求8所述的應用，其特征在于，所述微波催化氧化處理的條件為:微波頻 率:915MHz或2450MHz ;電壓:400~1000w;反應溫度：室溫~200°C ;反應壓力：常壓~2MPa; 液時空速:1~δΟΙΓ1;氧化劑:氧氣或空氣。10. 權利要求8所述的應用，其特征在于，所述高濃度有機廢水的COD值為3000~ 100000。
【文檔編號】C02F1/30GK106076319SQ201610399466
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】孫延輝, 蔡麗娟, 葛德禹
【申請人】神華集團有限責任公司, 中國神華煤制油化工有限公司