申請日2015.09.18

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號B01J23/30; B01J29/48; C02F1/74; B01J29/76; B01J23/72; B01J29/78

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，包括如下步驟：1)將金屬鹽按一定比例混合后溶于溶劑中，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-15%的混合溶液;將混合溶液在室溫下攪拌放置6-12h;2)將載體浸入配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-10%的酸性溶液中，超聲處理5-60min，用純水洗滌至pH為6-7，在烘箱中烘干備用;3)將步驟1)配制好的混合溶液與步驟2)處理后的載體按照質(zhì)量比(0.8～1.2)：(0.8～1.2)混合，靜置1-24h，在烘箱中烘干，然后高溫焙燒;優(yōu)選的，按質(zhì)量比為1：1。在該催化劑作用下，僅需向廢水中通入空氣即可將有機(jī)污染物大幅降低，并且催化劑成本低廉、再生性能良好。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其特征在于：包括如 下步驟：

　　1)將可溶性金屬鹽按一定比例混合后溶于溶劑中，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1-15%的混合溶液;將混合溶液在室溫下攪拌放置6-12h;

　　2)將載體浸入配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-10%的酸性溶液中，超聲處理 5-60min，用純水洗滌至pH為6-7，在烘箱中80～120℃烘干備用;優(yōu)選的， 烘干溫度為100℃;

　　3)將步驟1)配制好的混合溶液與步驟2)處理后的載體按照質(zhì)量比 (0.8～1.2)：(0.8～1.2)混合，靜置1-24h，在烘箱中80～120℃烘干，然后 高溫焙燒;優(yōu)選的，按質(zhì)量比為1：1混合，烘干溫度為100℃。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟1)中的可溶性金屬鹽為鋅、銦、銨、鐵、銅、錳、鉍、 鎳、鈷、鉬、錫、銨、鎵、鈰、銻、鎘的硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氯化物、 釩酸鹽中的一種或兩種以上。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸鋅、硝酸銦、鎢酸銨三者的混合 物，三者的摩爾比為(0.15～0.25):(0.3～0.5):(0.3～0.5);優(yōu)選的，摩爾 比0.2:0.4:0.4。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸銅、硝酸鎘、硝酸鉻三者的混合 物，三者的摩爾比為(0.3～0.5):(0.25～0.35):(0.25～0.35);優(yōu)選的，摩 爾比0.4:0.3:0.3。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸鉬、硝酸錳、硝酸銻、硝酸鐵四 者的混合物，四者的摩爾比為(0.3～0.5):(0.3～0.5):(0.05～0.15):(0.05～0.15); 優(yōu)選的，摩爾比0.4:0.4:0.1:0.1。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸鈷、硝酸鎳兩者的混合物，兩者 的摩爾比為(0.3～0.5):(0.5～0.7);優(yōu)選的，摩爾比0.4:0.6。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟1)中的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙三醇、 乙二醇、四氯化碳中的一種或兩種以上。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟2)中的載體為氣相二氧化硅、ZSM-5分子篩、S-1分 子篩、TS-1分子篩、多孔氧化鋁中的一種。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟2)中的酸性溶液為硫酸、硝酸、鹽酸中的一種。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法，其 特征在于：所述步驟3)中，高溫焙燒的溫度為300～800℃，時間為1～36h。

　　說明書

　　一種煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于煤化工廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及煤氣化過程廢水深度氧 化處理催化劑的制備方法。

　　背景技術(shù)

　　我國擁有豐富的煤炭資源，如何將其清潔、高效的加以利用，一直是科 研人員重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。目前，煤氣化是煤高效綜合利用的主要方式，然 而煤在氣化過程中會產(chǎn)生大量高污染性廢水，主要含有酚、焦油、脂肪族和 芳香族化合物等，污染物濃度高，成分復(fù)雜，處理難度較大。

　　目前，煤氣化廢水的處理工藝流程主要包括了預(yù)處理、生物處理和深度 處理三個步驟。預(yù)處理一般采用物理化學(xué)方法如蒸氨脫酚、氣浮重力除油、 混凝沉淀脫除對生物處理中微生物有毒害或抑制作用的成分;生物處理主要 是采用活性污泥、好氧/厭氧、SBR等工藝對廢水進(jìn)行進(jìn)一步的處理;經(jīng)生 化處理后的廢水COD、色度、氨氮等指標(biāo)一般很難達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)， 還需經(jīng)進(jìn)一步的處理后方可排放。

　　近來，國家對煤氣化項目的環(huán)保要求越來越高，很多煤化工項目廢水僅 達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)并不足夠。面對水資源短缺、環(huán)境承載力有限等現(xiàn)實(shí) 局面，研究如何使煤氣化廢水經(jīng)深度處理后循環(huán)利用，真正實(shí)現(xiàn)煤化工項目 廢水零排放的目標(biāo)，是本行業(yè)科研人員今后努力的方向。

　　目前用于煤氣化廢水深度處理的方法有活性碳吸附、生物濾池、膜分離、 催化氧化等，其中活性碳吸附方法中活性碳再生耗能較大，再生后吸附能力 下降;生物濾池成本低，但是處理效率較低，容易有二次污染;膜分離成本 較高，膜容易堵塞，且對進(jìn)水水質(zhì)要求較高，限制了適用范圍。上述這幾種 方法本質(zhì)上是將污染物進(jìn)行物理轉(zhuǎn)移，并沒有使其消失，還需要后續(xù)的無害 化處理。

　　催化氧化可以使廢水中的有機(jī)污染物在催化劑的作用下經(jīng)氧化降解為 無機(jī)物，從本質(zhì)上消除有機(jī)污染物，具有全方位優(yōu)勢。目前報道的氧化技術(shù) 主要是臭氧催化氧化，即在催化劑的存在下，向煤氣化廢水中通入臭氧，使 有機(jī)污染物降解為二氧化碳，但這項技術(shù)需要耗費(fèi)大量的臭氧，成本相對較 高。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備方 法，在該催化劑的作用下，僅需向廢水中通入空氣即可將有機(jī)污染物大幅降 低，并且催化劑成本低廉、再生性能良好，反應(yīng)在常溫常壓下即可順利進(jìn)行， 工程放大難度較小，具有十分光明的應(yīng)用前景。

　　為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種煤氣化廢水深 度氧化催化劑的制備方法，包括如下步驟：

　　1)將金屬鹽按一定比例混合后溶于溶劑中，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-15% 的混合溶液;將混合溶液在室溫下攪拌放置6-12h;

　　2)將載體浸入配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-10%的酸性溶液中，超聲處理 5-60min，用純水洗滌至pH為6-7，在烘箱中80～120℃烘干備用;優(yōu)選的， 烘干溫度為100℃;

　　3)將步驟1)配制好的混合溶液與步驟2)處理后的載體按照質(zhì)量比 (0.8～1.2)：(0.8～1.2)混合，靜置1-24h，在烘箱中80～120℃烘干，然后 高溫焙燒;優(yōu)選的，按質(zhì)量比為1：1混合，烘干溫度為100℃。

　　優(yōu)選的，所述步驟1)中的可溶性金屬鹽為鋅、銦、銨、鐵、銅、錳、 鉍、鎳、鈷、鉬、錫、銨、鎵、鈰、銻、鎘的硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氯 化物、釩酸鹽中的一種或兩種以上。

　　優(yōu)選的，所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸鋅、硝酸銦、鎢酸銨三者的混 合物，三者的摩爾比為(0.15～0.25):(0.3～0.5):(0.3～0.5);優(yōu)選的，摩 爾比0.2:0.4:0.4。

　　優(yōu)選的，所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸銅、硝酸鎘、硝酸鉻三者的混 合物，三者的摩爾比為(0.3～0.5):(0.25～0.35):(0.25～0.35);優(yōu)選的， 摩爾比0.4:0.3:0.3。

　　優(yōu)選的，所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸鉬、硝酸錳、硝酸銻、硝酸鐵 四者的混合物，四者的摩爾比為(0.3～0.5):(0.3～0.5):(0.05～0.15): (0.05～0.15);優(yōu)選的，摩爾比0.4:0.4:0.1:0.1。

　　優(yōu)選的，所述步驟1)中的金屬鹽為硝酸鈷、硝酸鎳兩者的混合物，兩 者的摩爾比為(0.3～0.5):(0.5～0.7);優(yōu)選的，摩爾比0.4:0.6。

　　優(yōu)選的，所述步驟1)中的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙三 醇、乙二醇、四氯化碳中的一種或兩種以上。

　　優(yōu)選的，所述步驟2)中的載體為氣相二氧化硅、ZSM-5分子篩、S-1 分子篩、TS-1分子篩、多孔氧化鋁中的一種。

　　優(yōu)選的，所述步驟2)中的酸性溶液為硫酸、硝酸、鹽酸中的一種。

　　優(yōu)選的，所述步驟3)中，高溫焙燒的溫度為300～800℃，時間為1～36h。

　　相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種煤氣化廢水深度氧化催化劑的制備 方法，具有以下優(yōu)勢：

　　1)本發(fā)明制備的煤氣化廢水深度氧化的催化劑制備簡單，工藝流程短， 成本低廉。

　　2)在本發(fā)明制備的催化劑的作用下，煤氣化廢水有機(jī)污染物可在常溫 常壓下迅速降解，且反應(yīng)過程只需通入空氣，避免了臭氧法中制備臭氧所需 的大量能耗，具有良好的經(jīng)濟(jì)前景。

　　3)本發(fā)明催化劑制備過程中各種溶劑均可以循環(huán)利用，避免了催化劑 生產(chǎn)過程的二次污染。