催化湿式氧化反应用贵金属催化剂的研究进展.pdfVIP

工业催化 400 INDUSTRIALCATALYSIS 2005年第 13卷增刊 催化湿式氧化反应用贵金属催化剂的研究进展 杨 民，孙承林，李 灿 (中国科学院大连化学物理研究所，辽宁大连116023) 摘 要:对各种催化湿式氧化反应用贵金属催化剂的制备方法以及其处理各种污染物的催化反应 性能进行了评述。以Ru为活性组分的贵金属催化剂较其他催化剂不仅具有较大的成本优势，并 且其在处理废水中氛氮类污染物时的催化活性最高，着重介绍了以Ru为活性组分的贵金属催化 剂。在此类负载型催化剂中，以Tiq或Tiq-Zr(无为载体的催化剂，由于其在热的酸性和碱性反 应条件下都具有很好的稳定性，是唯一具有实际应用前景的催化剂。对 目前实际应用的催化湿式 氧化反应用贵金属催化剂进行了介绍。 关键词:催化湿式氧化;贵金属;催化剂;Ru汀iq;Ru汀0z-ZrO2 湿式空气氧化(WetAirOxidation，简称WAO) 废水虽然具有较好的处理效果，但是在实际推广应 是处理废水的一种有效方法。湿式空气氧化是由美 用中仍受到如下限制[;31.(1)由于反应一般要求在 国的Zimmerman在1958年发明并取得了工业应用 高温、高压的条件下进行，对要求材料具有耐高温、 的化工技术。该法自问世以来，在世界上得到广泛 高压并耐腐蚀的特性，不仅使设备系统一次性投资 的应用。迄今为止已有200多套工业装置在160多 大，而且也给系统的选材造成困难(例如，具有较好 个国家和地区运行川。 耐酸碱腐蚀性的钦材，其长期使用的最高反应温度 其基本原理是:在高温、高压的反应条件下，在 要低于260`C);(2)从维持系统自热角度考虑，由 液相中，采用氧气或空气作为氧化剂，氧化废水中溶 于反应中须维持高温、高压的反应条件，所以仅适用 解态的有机物或还原态的无机物，其所针对的废水 于小流量、高浓度的废水处理;对于低浓度的废水， 主要是有机物浓度太高不适于采用焚烧的方法进行 则不是很经济。此外较高的反应压力还会增加空压 处理，或者浓度太低也不适于采用生化方法进行处 机的电力消耗，增加该过程的日常操作费用;(3)即 理的废水(此外废水中一些对微生物具有毒性的物 使在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯，小分 质，也不适于采用生化方法进行处理)。湿式空气氧 子梭酸的去除效果也不理想，难以作到完全氧化; 化法的典型工艺条件为:反应温度180一315℃，反 (4)由于在湿式空气氧化反应中，通过自由基反应， 应压力2一15MPa，反应停留时间为15一120min, 有机物的氧化反应进行不完全，可能生成毒性更强 COD去除率一般在75%一90 。在此反应条件下， 的中间产物。 溶解度很差的大分子有机物通过被氧化为小分子可 为了克服湿式空气氧化法的不足，从20世纪 溶的有机物，最后被氧化为二氧化碳和水，在此过程 70年代开始在传统的湿式空气氧化法的基础上开 中没有NOx,SOZ和HCl等有害物质通过尾气排 发了催化湿式氧化法(CatalyticWetOxidation, 出。经过湿式空气氧化法处理后，有机残留物主要 CWO)处理废水技术。在催化剂的催化作用下，使 是脂肪酸类，尤其是乙酸，均可很容易地通过生化方 反应可以在较温和的反应条件下进行，其不仅可以 法处理后达标排放。有机胺类化合物或还原态的无 大幅度提高废水的处理效率，还可以大大降低系统 机物可以很容易地被转化为在湿式空气氧化反应条 设备的投资费用和日常的操作费用。目前催化湿式 件下具有较好稳定性的硝酸盐类和硫酸盐等化合 氧化的研究现已取得了较大的进展，这些研究的重 物 「]“。 点是开发高活性的催化剂，以降低反应的温度和压 传统的湿式氧化法对于高浓度、难降解的有机 力，提高氧化分解能力，缩短反应时间，降低设备的 作者简介:杨 民(1971-)，男，辽宁省鞍山市人，在职博士，副研究员，主要研究方向为工业催化。 万方数据 增刊 杨 民等