[发明专利]一种复合型染料废水湿式氧化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本专利涉及一种可用于染料废水湿式催化氧化的催化剂及其制备方法。

背景技术

随着化学工业的不断发展，工业废水的产生量也在不断地增加。染料废水是主要的有害工业废水之一，主要来源于染料及染料中间体生产行业，由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。随着染料工业的不断壮大，其生产废水已成为主要的水体污染源。其具有色度深、碱性大、有机污染物含量高和水质变化大的特点。大多数染料为有毒难降解有机物，化学稳定性强，具有致癌、致畸、致突变作用，直接危害人类健康。还严重破坏水体、土壤及生态环境，造成难以想象的后果。我国是染料生产大国，纺织染料工业近年来快速发展，目前我国各种染料产量已达90万吨，染料产量占世界的60％左右。因此，有效解决染料废水治理问题是消除印染行业发展瓶颈的关键所在。

对于染料废水的处理，目前已经开发了许多方法，包括传统生物处理、湿式空气氧化、电化学氧化法、臭氧氧化、絮凝法、吸附法等。虽然这些技术都取得了一定的进步，但是仍然存在许多不足之处。比如，虽然湿式空气氧化可以高效的去除染料，但是其操作条件需要较高的温度和压力(175-320℃，0.5-20MPa)。最新的研究表明，湿式催化氧化是一种很有前景的染料废水处理技术。其可以在更为温和的条件下(80-180℃，1-5MPa)，实现染料的高效降解。尤其是近几年开发出的可以用于常温常压湿处理染料废水的高效催化剂引起了广泛关注。目前报道的能用于常温常压湿式催化氧化的催化剂包括：Ce/MoO₃，Zn_1.5PW₁₂O₄₀，Mo-Zn-Al-O，ZnO/MoO₃/SiO₂，ZnO/MoO₃，CuO-MoO₃-P₂O₅，FeOx-MoO₃-P₂O₅，Fe₂O₃-CeO₂-TiO₂/γ-Al₂O₃，和Zn_1.5PMo₁₂O₄₀等。目前对于该类催化剂，其主要问题是催化剂的用量太大，催化活性还需要进一步提高。因此，研发高效催化剂是利用湿式催化氧化法处理染料废水的重点。

氧化钼是环境友好商品，在使用各种氧化钼过程中不用担心它对生态环境产生短期和长远危害。其中，三氧化钼与多种金属氧化物所组成的混合金属氧化物在湿式催化氧化染料废水方面展现了良好的催化性能。类水滑石是一种纳米材料，其结构可以表示为[A^II_1-xB^III_x(OH)₂]^x+(X^n-)_x/n·yH₂O，A^II＝Mg²⁺，Co²⁺，Cu²⁺，Ni²⁺，Zn²⁺等，B^III＝Al³⁺，Cr³⁺，Ga³⁺，Mn³⁺，Fe³⁺等，X^n-＝NO₃^-，CO₃^2-，Cl^-]，其在高温煅烧下产生至少两种过度金属氧化物(一种二价金属、一种三价金属)，是良好的催化材料。关于类水滑石应用于催化湿式氧化，在中国专利文献CN103447046A中公布了一种稳定的高效湿式氧化催化剂的制备方法，该催化剂的制备是通过将含有铜、锌、铝、铁和镧的混合盐溶液和氢氧化钠并流滴加到碳酸钠溶液中，然后通过晶化、过滤洗涤干燥和焙烧处理后得到金属混合氧化物，其前体为具有层状结构的类水滑石。在处理高浓度有机废水中起到了一定的催化氧化作用。