[发明专利]一种用于碘回收的硅基锗钼杂多酸催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于碘回收的硅基锗钼杂多酸催化剂及其制备方法。其制备步骤为将硅质多孔材料和官能团偶联剂加入pH为3~4的稀酸溶液中，室温下磁力搅拌12~24h，加入Keggin型锗钼杂多酸、无机金属盐、表面活性剂、分散剂，超声震荡0.5~1h，移入水热反应釜中，利用程序升温的烘箱，将反应温度在１小时内由室温升至150℃，保持该温度48小时，而后自然降温至室温，分别用超纯水和乙醇冲洗数次，过滤，干燥12h。本发明所述的催化剂能够在非均相条件下高效催化过氧化氢氧化碘离子生成碘单质，反应条件温和，过氧化氢利用率高，环境友好无污染，无过氧化，热稳定性好，可以重复循环使用多次，易回收利用。

技术领域

本发明属于催化领域，具体涉及一种用于碘回收的硅基锗钼杂多酸催化剂及其制备方法。

背景技术

碘是一种重要的化工原料，其化工产品广泛应用于食品、医药、染料、冶金、合成橡胶、农业、国防尖端科技等诸多行业。随着碘资源应用领域的不断拓展，全球碘的需求也日趋强劲。碘是稀缺资源，世界上的碘矿资源主要有智利硝石、海藻及地下卤水以及海相沉积磷矿石。虽然碘存储量较大，但并未解决碘资源紧缺的局面。究其原因不管是从伴生碘还是海藻、卤水和工业废水提取回收，虽然总量很大，但这些碘源的普遍特点就是含碘当量比较低，致使碘离子氧化为碘单质的速率很慢，提取率低，生产成本高。尽管可以通过离子交换法、沉淀法等来回收碘，但采用氧化剂将碘离子氧化成碘单质，然后在将碘单质进行收集的方法，相对来说，成本更加低廉。能够将碘离子氧化的氧化剂有很多种，但是必须注意的是，碘离子很容易被氧化成碘酸等更高价态，需要将碘酸再次还原成碘单质。比如公告号为CN103183320A的中国实用新型专利，公开了“一种回收碘的方法”，其采用次氯酸钠对废液中的无机碘进行氧化，再采用强碱性阴离子交换树脂对这部分碘进行富集回收，然后再将碘酸根离子一步还原为碘单质，增加了工艺的复杂性，同时氯酸盐的引入产生了氯离子，产生挥发性盐酸腐蚀设备，达不到绿色环保的要求。

过氧化氢在将碘离子氧化成碘单质过程中，只产生了水，而不会产生其他的有害产物，同时过氧化氢氧化性适中，可以将碘离子氧化到碘单质，而不会氧化到更高价态，然而过氧化氢氧化碘离子的速率比较低，尤其在碘源中的碘的当量比较低时，工业上需要较长的时间才能获得一定质量的碘。因此采用催化剂提高过氧化氢氧化碘离子的氧化速率是解决这一问题的关键。但目前使用的催化剂的催化效率均比较低，回收差，成本高。本发明提出了一种新的固体催化过氧化氢氧化碘离子催化剂，催化效率高，循环性能好，易于回收。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种用于碘回收的固体硅基锗钼杂多酸催化剂的制备以及其在磷矿湿法磷酸中碘回收、卤水中碘回收、海产品碘提取以及含碘工业废水碘回收等领域中使用的方法。

一种用于碘回收的固体硅基锗钼杂多酸催化剂的制备方法为：将硅质多孔材料和官能团偶联剂加入pH为3~4的稀酸溶液中，加入Keggin型锗钼杂多酸、无机金属盐、表面活性剂、室温下磁力搅拌12 ~24h，超声震荡0.5~1h，移入水热反应釜中，利用程序升温的烘箱，将反应温度在１小时内由室温升至150℃，保持该温度48小时，而后自然降温至室温，分别用超纯水和乙醇冲洗数次，过滤，干燥12h。

所述的硅质多孔材料，为二氧化硅、硅藻土、膨润土。

所述的所述的官能团偶联剂为[3-(N,N-二甲氨基)丙基]三甲氧基甲硅烷、N,N-二乙基-3-(三甲氧基硅烷基)丙胺、N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺、脲丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

所述的无机金属盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁硫酸锌、氯化锌、硝酸锌中的一种或几种。

所述的表面活性剂为十八烷基二甲基羟乙二基硝酸铵、N,N二甲基十二烷基胺、2-烷基咪唑啉中的一种或几种。