国内外化工行业催化剂制备与应用-文献综述

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催化剂研究现状及应用

催化剂研究现状及应用

催化剂研究现状及应用催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质,能够提高反应的选择性和效率。

催化剂的研究和应用已经成为当今化学领域的研究热点,对于提高能源利用效率、减少环境污染、促进功能材料和新药的研发都具有重要意义。

本文将对催化剂的研究现状和应用进行探讨。

一、催化剂的研究现状催化剂的研究已经取得了很大的进展,主要体现在以下几个方面:1、催化剂的制备方法不断创新。

传统的催化剂制备方法包括物理法、化学法和生物法,随着纳米技术、表面化学和生物化学等领域的发展,人们对催化剂的制备方法进行了不断探索和创新,取得了许多重要进展。

纳米催化剂由于其极大的比表面积和独特的表面活性,成为了当前研究的热点之一。

2、催化剂的结构和性能分析手段更加完善。

随着计算机技术、表面物理化学、光谱学和电子显微镜技术的发展,催化剂的结构和性能分析手段日益完善。

通过使用各种现代分析技术,人们能够更清晰地了解催化剂的结构和性能,为催化剂的设计和改进提供了更为可靠的依据。

3、多相催化和生物催化研究不断深入。

多相催化反应包括气相催化、气液相催化、液相催化等,其在环境、化工和能源等领域应用广泛。

生物催化即酶催化,生物催化因其对环境友好、反应选择性高等特点备受关注。

4、催化剂的设计和改进更加注重绿色环保。

随着人们对环境保护意识的增强,绿色催化剂的研究成为了催化领域的一个重要趋势。

绿色催化剂主要包括无毒、易降解和可再生的催化剂,其研究重点是提高催化反应的效率和选择性,减少或消除对环境和生物的毒性。

二、催化剂的应用催化剂在能源、环境、化工和生物医药等领域都有着广泛的应用,以下是其中的一些典型应用:1、催化剂在能源领域的应用。

催化剂在石油加工、天然气转化、燃料电池等能源领域都有着重要的应用。

在石油加工过程中,催化剂能够帮助分解重质烃、加氢脱硫、裂化等,提高燃料的质量和利用率。

2、催化剂在环境领域的应用。

催化剂在大气污染治理、废水处理、固体废物处理等环境保护领域具有着重要的应用。

化工催化剂的研发与应用

化工催化剂的研发与应用

化工催化剂的研发与应用催化剂是化学反应中的重要工具,不同催化剂可以加速化学反应的速度,提高反应的选择性和收率,从而节约能源、减少废物排放,并且可以用于制备高附加值的化学品。

因此,催化剂的研发和应用是化学领域的一个热点和难点问题。

本文将从催化剂的基础理论、研发、应用和发展方向等多个方面来探讨化工催化剂的研发与应用。

一、催化剂的基础理论催化剂是通过降低反应活化能,促进化学反应进行的物质。

其基础理论涉及许多学科,如物理学、化学和材料学等。

在催化剂研究领域中,通常将催化反应分为三个步骤:吸附、反应、解离。

吸附是指催化剂表面与反应物之间的相互作用力,它使得反应物能够进入催化剂表面,并与之相互作用。

反应是指在催化剂表面上发生的化学反应过程。

解离是指反应产物从催化剂表面解离出来的过程。

催化剂的活性位点是催化剂表面上特定的原子位置。

催化剂的活性位点可以是表面的化学基团、晶格缺陷、低配位的离子或金属簇等。

在反应发生时,催化剂原子会与反应物相互作用,产生活性位点,促进反应的进行。

二、催化剂的研发催化剂的研发是化工催化领域的一个关键问题。

主要包括三个方面:筛选合适的材料、设计合理的结构和制备优异的形态。

首先,选择合适的材料是催化剂研发的前提。

无论是单一元素还是复合的催化剂,都需要在催化反应中发挥卓越的催化性能。

例如,贵金属催化剂能够在低温下实现高效催化,而类金属氧化物催化剂在高温下能够实现催化效果的提高。

为了研制出更好的催化剂,需要综合考虑材料的催化性、尺寸、缺陷、结构等因素。

其次,设计合理的结构是催化剂研发的关键。

设计合理的催化剂结构能够使催化剂的活性位点处于最优位和降低反应活化能,从而实现反应效率的提高。

例如,设计合理的支撑结构或者纳米结构能够促进催化剂表面积的增加,提高催化反应速率。

最后,制备优异的形态是催化剂研发中不可或缺的步骤。

例如,通过简单的沉淀共沉淀法等合成方法可以制备出各种不同形状的催化剂,如纳米颗粒、纳米线、纳米片等,这些形态的催化剂可能具有不同的催化特性和活性。

催化剂的制备及其在化学工业中的应用

催化剂的制备及其在化学工业中的应用

催化剂的制备及其在化学工业中的应用化学工业的发展离不开催化剂的应用,催化剂是一种能够在化学反应中降低能量损耗和速率的物质。

催化剂的应用不仅在化学工业中广泛应用,也涉及到环境保护,纳米技术以及生物工艺和医学领域等,因此,研制和制备更加高效、具有广泛适用性的催化剂已经成为了化学工程领域中的热门研究方向之一。

一、催化剂的制备催化剂的制备是一种复杂的过程,一般需要从纳米级别开始,通常的方法是先选择合适的载体,然后将羟基或氨基含量丰富的化合物分散到载体材料中。

目前主流的催化剂制备方法有:物理法、生物法、化学合成法、模板法和纳米法等。

1.物理法物理法主要是通过熔融、蒸发、小分子交换等方式制备出具有特殊形状和结构的纳米材料。

常见的物理法制备催化剂的方法有:热沉积法、化学气相沉积法、蒸发冷凝法、纳米微晶合成法、电弧放电法等。

2.生物法生物法指的是利用生物体制造、分离、提取具有特殊催化性质的物质的过程。

一般可以通过糖类、蛋白质和DNA等高分子材料来制备具有特定功能群的催化剂,这些催化剂不仅具有很好的活性,而且其生产过程通常比普通催化剂生产过程更环保可持续。

3.化学合成法化学合成法是一种将原子和分子按照特定的化学配方进行组装的过程,常用的化学合成法制备催化剂有:溶浸、共沉淀、沉淀、交换、均质化学合成等。

4.模板法模板法是指在局部区域延伸至整个材料表面的结构中,使用有序分子间作为模板,利用有机化学合成法合成出高级有序结构的新型催化材料。

常用的模板法包括:硅胶模板合成法、胶体晶体模板合成法、介孔材料模板合成法等。

5.纳米法纳米法制备催化剂的常用方法是利用纳米化技术将已经存在的催化剂“压缩”成纳米尺度,在这个过程中,催化剂分子之间的数目减少,提高了化学反应的主动力。

同时,纳米化后的催化剂具有更高的活性、选择性和耐久性。

二、催化剂在化学工业中的应用催化剂的应用范围非常广泛,特别是在化学工业中,催化剂的应用使得许多关键的化学过程变得更加高效、经济,同时也减少了化学污染排放。

催化剂制备与应用研究进展综述

催化剂制备与应用研究进展综述

催化剂制备与应用研究进展综述催化剂是一种用于催化反应的物质,它可以通过降低化学反应的活化能来加速反应速率。

催化剂在化学生产及环境保护等领域中具有重要应用。

随着科学技术的不断发展,催化剂的制备与应用研究也得到了长足的进步。

一、制备技术进展1. 传统制备技术传统的催化剂制备技术主要是物理混合、共沉淀、浸渍法等。

在这些技术中,共沉淀法是最常用的一种。

传统制备技术具有操作简单、设备需求低、成本低等优点。

但由于其制备过程中物质互相掺杂,致使具有较大的二次晶粒,使得催化剂的催化活性和选择性上升较慢。

2. 现代高新技术现代催化剂制备技术包括沉积-沉淀法、溶胶-凝胶法、金属有机框架法、离子液体法等。

其中,溶胶-凝胶法被认为是其中的佼佼者。

它使用无机、有机有机金属盐为原料,在水或有机溶剂中,一步或多步反应制备一定大小的凝胶粒子,经高温干燥后形成催化剂。

二、新材料催化剂的制备新材料催化剂是以有机或无机材料为原料,在催化剂制备过程中进行处理,生成具有一定结构的催化剂。

新型的催化剂材料可以精确地控制催化剂的结构、形态和尺寸,能更好地调节催化剂的催化活性和选择性,从而提高催化效率。

三、催化剂应用研究进展目前,催化剂的应用范围已经非常广泛,主要应用于石油加工、化学品生产、大气污染治理、环境保护、食品加工等领域。

同时,催化剂材料也在医药、生物化学、能源储存等领域中得到广泛应用。

1. 环境保护领域催化剂在环保领域中具有广泛应用,如催化氧化技术、光催化技术等。

催化氧化技术是目前广泛应用的一种技术,可以有效净化水体、空气等环境中的有机污染物和有毒物。

另外,光催化技术由于具有高效、无污染等优势,也被广泛应用于环保领域中。

2. 能源领域现代工业和生活中对能源的需求越来越多,而催化剂在能源领域中也得到了广泛应用。

例如,氧化钙在煤转化制氢中具有良好的稳定性和长寿命;铂基催化剂在燃料电池中也有广泛应用。

3. 医药领域药物的合成需要催化剂的帮助,目前,许多有机催化剂被应用于药物合成中,并取得了显著的效果。

催化剂文献综述

催化剂文献综述

文献综述(含主要参考文献)近代化学工业,特别是煤和石油化工的飞速发展,数以千计的化学原料和商品生产都与催化学科的技术成就、催化剂的开发密切相关;另外,现代人类面临的许多困难,像能源、自然资源的开发以及污染等问题的解决,也都部分地依赖于催化过程。

因此,催化过程及催化剂的研究使用受到世界各国政府、产业部门和科研机构的重视。

可以说,催化化学及催化剂在国民经济中具有十分重要的意义。

由于催化科学和技术的飞速发展,在不同的历史阶段人们对催化现象的认识和应用在不断更新,有关催化剂和催化作用的定义也曾有过不同的表述[1]。

在此,只对其中一种目前都比较认可的催化剂定义简述如下:在一个反应体系中,若存在某一种类物质,可使反应速率明显变化(增加或减少),而其本身的化学物质和数量在反应前后基本保持不变,这种物质称为催化剂。

催化剂可以是正催化剂,也可以是负催化剂,一般如不特别说明,都是正催化剂。

在现代化学工业、石油加工工业、食品工业、制药工业及环保行业等部门中催化剂的使用非常广泛,因而催化剂的种类也相当繁多。

对于催化剂的分类[2],有许多不同的方法,在此只对按催化剂的元素及化合态分类这一种分类方法做一详述。

按催化剂的元素及化合态分类,催化剂可分为:(1)金属催化剂,多数为过渡元素,在氧化还原机理的催化反应中最为常用;(2)氧化物催化剂与硫化物催化剂,当其为过渡元素化合物时,亦是氧化还原型机理的催化反应中常用的催化剂;(3)酸、碱、盐催化剂,主要用于酸碱型机理的催化反应;(4)金属有机化合物,为络合催化机理反应中常用的催化剂。

由于催化剂广泛应用于许多行业部门,关于催化剂的制备也就成了广大化学工作者普遍关心的问题。

目前,催化剂制备的常用方法有混合法、浸渍法、沉淀法、凝胶法以及熔融法等[2]。

在催化剂中有很大一部分的活性组分是负载于载体上的,载体与活性组分的组合方法则有混合法、浸渍法、离子交换法、沉淀法、共沉淀法及喷雾法等。

载体除了作为催化剂的基底,还可减少催化剂的收缩,增大催化剂的机械强度,改善活性组分的活性、选择性及对毒物的抵抗能力等[3]。

催化剂制备及应用

催化剂制备及应用

催化剂制备及应用催化剂是一种能够加速化学反应速率,同时不被反应所消耗的物质。

催化剂在许多工业过程中起到重要的作用,可以提高反应产率,降低能耗,减少废物产生等。

下面将首先介绍催化剂的制备方法,然后探讨催化剂在各个领域的应用。

催化剂的制备方法包括物理法、化学法和生物法等。

物理法主要通过物理方法调整催化剂的形貌和结构。

例如,可以通过溶胶凝胶法合成具有特定孔径和表面积的催化剂颗粒。

化学法则是利用化学反应合成催化剂,常用的方法包括共沉淀法、沉积法、水热合成法等。

例如,通过改变沉淀反应的温度、pH值、反应物浓度等条件,可以得到具有不同晶相和组成的催化剂。

生物法则是利用生物体制备催化剂,例如利用酶或微生物合成特定催化剂。

这些制备方法可以根据所需催化剂的性质和应用领域选择合适的方法。

催化剂在化学工业中具有广泛的应用。

以催化裂化为例,它是石油炼制中的重要工艺,能将重质石油分子裂解为轻质燃料和化工原料。

在催化裂化过程中,使用沸石作为催化剂可以提高反应选择性和产率。

此外,催化剂还在有机合成、氧化还原反应等领域有重要的应用。

例如,金属催化剂可以催化羰基化合物的加氢反应,将醛酮还原为相应的醇。

此外,催化剂还广泛应用于环境保护领域,例如汽车尾气净化中使用的三元催化剂可以将一氧化碳、氮氧化物和有机物转化为无害物质。

催化剂的应用还延伸到能源领域。

例如,在燃料电池中,催化剂可以加速氧气的还原反应和燃料的氧化反应,将化学能转化为电能。

铂是燃料电池催化剂中常用的材料,因为它具有良好的催化活性和稳定性。

此外,催化剂还可以应用于可再生能源的转化和利用中。

例如,光催化剂可以通过光激发产生电子-空穴对,从而催化水的光解制氢,为可再生能源提供氢燃料。

此外,催化剂在生物医药领域也具有广泛的应用。

例如,有机合成中催化剂的应用可以高效合成复杂的药物分子。

此外,酶催化剂可以用于生物转化和生物分析等领域。

例如,葡萄糖氧化酶可以将葡萄糖氧化为葡萄糖酸,用于血糖检测。

化工方向文献总结范文

化工方向文献总结范文

一、引言化工行业作为我国国民经济的重要支柱产业,近年来取得了长足的发展。

随着科技的进步和市场需求的变化,化工行业的研究方向也在不断拓展。

本文通过对化工领域相关文献的梳理和总结,旨在为我国化工行业的发展提供有益的参考。

二、文献综述1. 化工新材料研究近年来,我国化工新材料研究取得了显著成果。

文献[1]介绍了纳米材料在化工领域的应用,如纳米二氧化钛在光催化领域的应用;文献[2]探讨了石墨烯在电池、催化剂等领域的应用前景。

2. 化工过程优化研究化工过程优化是提高生产效率和降低能耗的重要途径。

文献[3]针对化工生产过程中的物料平衡问题,提出了一种基于遗传算法的优化方法;文献[4]研究了反应器内流体流动对反应过程的影响,并提出了相应的优化策略。

3. 化工节能减排研究化工节能减排是当前化工行业面临的紧迫任务。

文献[5]分析了化工生产过程中的能耗分布,提出了降低能耗的措施;文献[6]针对化工废水处理,研究了生物膜反应器在去除污染物方面的应用。

4. 化工安全生产研究化工安全生产是保障人民生命财产安全的重要环节。

文献[7]分析了化工事故的原因,提出了预防化工事故的措施;文献[8]研究了化工企业应急预案的编制和实施。

5. 化工产业政策研究我国政府高度重视化工产业政策的研究。

文献[9]分析了我国化工产业政策的演变过程,提出了进一步优化产业政策的建议;文献[10]研究了国际化工产业政策对我国化工产业的影响。

三、结论通过对化工领域相关文献的总结,可以看出我国化工行业在新材料、过程优化、节能减排、安全生产和产业政策等方面取得了显著成果。

然而,化工行业仍面临诸多挑战,如技术瓶颈、环境压力、产业转型升级等。

因此,我国化工行业应继续加大研发投入,提高自主创新能力,以适应市场需求和产业发展的需要。

四、展望未来,我国化工行业应重点关注以下方面:1. 深化化工新材料研发,推动产业升级。

2. 优化化工生产过程,提高生产效率和降低能耗。

3. 加强化工节能减排,实现绿色发展。

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催化氧化处理难降解废水催化剂的应用研究文献综述一催化剂研究发展概况1 从国内外该技术目前研究现状及发展趋势来看 , 该类催化剂的开发向着选择性低、工艺简单、易再生、廉价高效的方向发展。

2 均相催化剂混溶于废水中,易流失,且难以回收再生利用;3非均相催化剂成为该类催化剂研究的重点。

国内外以金属氧化物如氧化镍、氧化锰、氧化钒等为催化剂对高浓度有机废水进行了氧化处理研究 , 取得了较好的效果 ; 但存在金属氧化物难以回收、流失量大等问题 ;4负载型或共混催化剂则克服了上述问题。

负载型催化剂使催化剂的活性组分高度分散 , 强化了传质过程 ; 同时载体对有机污染物具有一定的吸附和催化作用 , 载体与催化剂良好的协同作用大大提高了催化氧化的效果。

作为催化剂载体使用的主要有活性炭、γ - Al 2 O3、粘土、树脂等。

活性炭特殊的石墨型层状微晶结构, 赋予其丰富的孔结构、比表面积以及结晶缺陷, 其表面大量含氧基团的存在 , 尤其是羟基、酚羟基等的大量存在使活性炭不仅具有吸附能力 , 而且具有一定的催化氧化和还原作用 , 从而使其作为催化剂或催化剂载体被广泛用于石油化工、印染、医药化工等工业废水处理中。

而γ- Al 2 O3具有较强的抗热冲击和抗机械冲击能力 , 同活性组分 Cu、Fe 等的协同催化作用佳 , 作为该方面载体应用的报道也较多。

此外 , 以粘土、粉煤灰等为载体的该类催化剂也有少量报道。

而催化剂的活性组分 , 出于对催化剂成本的考虑 , 国内外的研究主要集中对廉价的过渡金属如Cu、Fe、Mn、Ni 等; 而对于活性较高的贵金属组分如 Pt 、Rh 等,由于成本较高而相对研究较少。

二针对各种污染废水,国内外催化剂的制备与应用进展如下:1催化 O3氧化①纺织印染废水采用以γ-Al 2O3为载体,由含稀土元素为主的过渡金属和多种组分混合型金属元素制备的催化剂,通过催化氧化试验装置,对纺织印染废水的二级处理出水进行中试深度处理研究,反应温度 60 ~80 ℃;常压处理,废水处理后, COD 和色度去除率可达 80%张仲燕等以超细γ-Al2O3为载体,在Cu(NO3)2溶液中,采用浸渍法制备超细γ-Al 2O3/CuO 催化剂 , 并将其用于处理含氮染料废水 , 发现此催化剂活性高 ,COD 和色度去除率分别为 77%和 99%。

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催化氧化处理难降解废水催化剂的应用研究
文献综述
一催化剂研究发展概况
1从国内外该技术目前研究现状及发展趋势来看,该类催化剂的开发向着选择性低、工艺简单、易再生、廉价高效的方向发展。

2 均相催化剂混溶于废水中, 易流失, 且难以回收再生利用;
3非均相催化剂成为该类催化剂研究的重点。

国内外以金属氧化物如氧化镍、氧化锰、氧化钒等为催化剂对高浓度有机废水进行了氧化处理研究, 取得了较好的效果; 但存在金属氧化物难以回收、流失量大等问题;
4负载型或共混催化剂则克服了上述问题。

负载型催化剂使催化剂的活性组分高度分散, 强化了传质过程; 同时载体对有机污染物具有一定的吸附和催化作用, 载体与催化剂良好的协同作用大大提高了催化氧化的效果。

作为催化剂载
体使用的主要有活性炭、γ- Al
2O
3
、粘土、树脂等。

活性炭特殊的石墨型层状微
晶结构, 赋予其丰富的孔结构、比表面积以及结晶缺陷, 其表面大量含氧基团的存在, 尤其是羟基、酚羟基等的大量存在使活性炭不仅具有吸附能力, 而且具有一定的催化氧化和还原作用, 从而使其作为催化剂或催化剂载体被广泛用于石
油化工、印染、医药化工等工业废水处理中。

而γ- Al
2O
3
具有较强的抗热冲击
和抗机械冲击能力, 同活性组分 Cu、Fe 等的协同催化作用佳,作为该方面载体应用的报道也较多。

此外, 以粘土、粉煤灰等为载体的该类催化剂也有少量报道。

而催化剂的活性组分, 出于对催化剂成本的考虑, 国内外的研究主要集中对廉价的过渡金属如 Cu、Fe、Mn、Ni 等; 而对于活性较高的贵金属组分如 Pt、Rh 等, 由于成本较高而相对研究较少。

二针对各种污染废水,国内外催化剂的制备与应用进展如下:
1 催化O
3
氧化
①纺织印染废水
采用以γ-Al
2O
3
为载体,由含稀土元素为主的过渡金属和多种组分混合型
金属元素制备的催化剂,通过催化氧化试验装置,对纺织印染废水的二级处理出水进行中试深度处理研究,反应温度 60~80 ℃;常压处理,废水处理后,COD 和色度去除率可达 80%
张仲燕等以超细γ-Al
2O
3
为载体,在 Cu(NO
3
)
2
溶液中,采用浸渍法制备超细
γ-Al2O3/CuO 催化剂,并将其用于处理含氮染料废水, 发现此催化剂活性高,COD 和色度去除率分别为 77%和 99%。

以沸石作为载体制得的 MnO
2、Fe
2
O
3
、ZnO 、CuO 负载型催化剂, 对臭氧氧
化反应均有催化作用, 其催化效果依次为 M n O
2/ 沸石> Fe
2
O
3
/ 沸石> ZnO/ 沸
石> CuO/ 沸石。

同时, MnO
2
/ 沸石的重复使用率高。

②苯酚废水
用自制的催化剂--活性炭负载金属氧化物(Fe/AC, Cu/AC, Mn/AC)对模拟苯酚废水进行臭氧催化氧化比较,并对影响催化氧化效果的几个因素:不同的活性组成分、初始 COD、反应时间、pH 值进行了分析。

③硝基苯等难降解有机物
采用锰和铁的硝酸盐溶液(金属元素质量 10%)浸渍二氧化硅,Mn: Fe 浓度比 3∶1,在 450℃焙烧 6 小时,在 50℃老化 5 小时,考察了臭氧/Mn-Fe/载体二氧化硅体系中,空气曝气、催化剂的吸附、初始浓度的增加、pH 值等的影响。

在 Mn-Fe 负载二氧化硅催化剂的催化臭氧氧化降解硝基苯过程可能遵循羟基自由基机理。

④抗生素类(甲硝锉MNZ)
采用浸渍法制备Fe,Ni,Ag,Ge四种金属氧化物负载活性炭催化剂,对MNZ,TOC去除率,NiOx/AG催化活性比AG催化臭氧氧化及单独臭氧催化氧化活性都好。

2 催化ClO
2
氧化
①农药废水
以质量分数 8.6%的二氧化氯为氧化剂,投加量为废水总量的 15%~20%,采
用 MnO
2-CuO-CeO
2
-V
2
O
5
组合的催化剂,在 pH 为 3.0~5.0,反应时间为 30 min
时,COD 的去除率>85%,色度去除率>90%。

②印染废水:
以Al
2O
3
为载体, Cu2 +或Ni2 +为活性组分,采用浸渍法制备。

制备过程包括干
燥、浸渍和焙烧。

催化剂制备优化条件为: w(Cu2 +) = 6 % ,焙烧温度500 ℃,
焙烧时间4 h。

用此催化剂进行二氧化氯催化氧化处理活性艳红染料配制废水,COD 去除率达75 % ;催化剂寿命与再生实验表明,该方法在技术与经济上都具有较强实用性。

以活性炭为载体,采用浸渍法制备了活性炭-MnO
2
催化剂,并将其应用于催化氧化降解酸性铬蓝K模拟废水。

对于COD为2418mg/L的原废水,在最佳pH值为
1.2,经1200mg/L二氧化氯和4g活性炭-MnO
2
催化剂催化氧化50min后, COD去除率和脱色率分别为72.0%和87.8%。

3 催化H
2O
2
氧化
①苯胺和对硝基苯胺废水:
自制Fe
3O
4
纳米颗粒为催化剂, 采用催化氧化法处理含苯胺和对硝基苯胺2
种芳胺模拟废水。

通过单因素条件实验分别考察了反应时间、反应温度、pH 值、
催化剂用量及 H
2O
2
的用量等因素的变化对模拟废水中芳胺去除率的影响。

②含酚废水
采用铁基复合金属氧化物Fe-Cu-Sn-Zn-O/γ-Al
2O
3
,催化剂,以γ- Al
2
O
3

载体,以H
2O
2
为氧化剂处理低浓度含酚水溶液被证实有处理速度快,处理能力大。

周文俊等考察几种催化剂,发现 Cu/CeO
2
具有最高催化活性COD3000mg/L 左右的含酚废水处理后,COD 降解 97%
③印染废水
Daewon-Pak 等用 Fe/MgO 作催化剂,H
2O
2
作氧化剂,处理染料废水, 处理
后脱色率达 100%,COD 去除率为 30%,提高了废水的可生化性。

④炼油碱渣废水
田凯勋等通过研究活性组分、载体、负载量对催化活性的影响,表明γ-Al
2O 3
负载 10%Mn 催化剂具有较好的催化活性,对炼油碱渣废水 COD 去除92.3%
三实验思路
通过读阅一定量的国内外文献,各种催化氧化法处理难降解废水催化剂的制备与研究,多以多相催化剂为主。

针对不同的有机废水,加入一些廉价金属(Fe,
Cu,Mn,Zn,Ce,Ni等)及其金属氧化物,与不同催化剂负载载体(γ-Al
2O
3,
AC ,二氧化硅,Fe 3 O 4 ,二氧化钛,硅胶,天然矿石等)、无机填料等,通过廉价金属及其氧化物活性组分的改变,载体的类型及添加料的不同选择,制备出不同的催化剂,结合废水处理效果,筛选出高效低廉的催化剂。

1催化剂的制备
① 催化剂载体的选择
适用于催化氧化反应的载体有立体的孔状结构,比表面积大。

常用催化氧化的载体有γ-Al 2O 3,AC ,二氧化硅,F e 3 O 4 ,二氧化钛,硅胶,天然矿石,凹凸棒土等;目前比较新颖的载体炭包裹氧化铝复合型载体;凹凸棒土载体;
② 活性组分的配比混合
利用各种活性廉价金属及其氧化物的复合掺杂,经过浸渍,震荡,煅烧等其他手段,将不同质量分数,不同组分,不同载体复合、洗涤、干燥、成型。

③催化剂的制备条件测试优化
不同制备条件的催化剂对废水降解有不同的影响,催化剂制备过程中利用单因素变量方法确定最适的焙烧温度、焙烧时间、浸渍液浓度。

2 催化剂表征
X 射线衍射仪进行催化剂晶相结构测定,对比不同活性组分的含量对催化剂结构及活性的影响。

3 催化剂的活性评价
催化氧化反应在一定容器中进行,催化剂采用COD 去除率作为评价氧化处理效果的主要指标。

4 催化剂再生实验与使用次数讨论
催化剂随着使用次数的增加,催化剂逐渐失活而使催化效率逐渐下降。

一般固相催化剂多选用热再生法进行再生处理。

操作流程为水洗、干燥、浸渍和焙烧。

5 空白试验的对比
采用与催化氧化相同的实验设备与方法,不加入氧化剂或不加入催化剂,研究其对COD 去除效率的影响;考察单独载体吸附去除COD 影响;
6 催化氧化实验
确定了催化剂制备的焙烧温度、浸渍液浓度,浸渍时间等条件,制取不同活性组分的催化剂。

①对于不同组分的催化剂,针对反应温度、反应时间、原水COD 浓度、pH 、催化剂投加量、氧化剂投加量的影响,采用单因素变量法进行试验,确定各种组分催化剂的最适反应温度、反应时间、原水COD 浓度、pH 、催化剂投加量、氧化剂投加量等条件。

②根据各催化剂的最适反应条件及投加量的确定,在各自最适的反应条件下,对同浓度的废水进行催化氧化实验。

③比较试验结果,选出相对比较经济,比较容易制备,有适用于工业废水处理潜力的催化剂
四 实验材料
1化学原料
根据所选用载体,催化剂的类型确定 2 实验设备
制备催化剂的各种容器、干燥室、高温煅烧箱等;强氧化剂发生器,催化氧化反应器;X 射线衍射仪;。

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