[发明专利]一种含有多种活性组分的用于蒽醌降解物再生的催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含有多种活性组分的用于蒽醌降解物再生的催化剂的制备方法，步骤为：将快脱粉、拟薄水铝石和固体碱粉末混合均匀得到粉料；配制酸溶液作为粘结剂；在制粒机中逐渐加入粉料，与此同时逐渐加入粘结剂，转动成型制得湿料球；将制得的湿料球养生；将养生后的料球进行干燥；将含有碱金属元素和第四周期过渡金属元素的盐溶于水中配制成盐溶液；将盐溶液雾化喷洒到料球上；将喷洒后的料球高温活化。本发明在成型过程中加入固体碱、拟薄水铝石和酸，使制得的催化剂兼具高活性和适宜的机械强度；并且在成型后的料球上通过雾化溶液的方式引入碱金属和第四周期过渡金属两种催化活性组分，进一步提高了对不同种类蒽醌降解物的再生能力。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其是涉及一种含有多种活性组分的用于蒽醌降解物再生的催化剂的制备方法。

背景技术

作为一种理想的绿色氧化剂，双氧水被广泛用于造纸、纺织、化工、环境保护和电子元件制造等众多领域。与异丙醇氧化法、氧阴极还原法等方法相比，蒽醌法具有安全性好、自动化程度高、易于大规模生产和生产成本低等优点，使其成为工业上大规模制造双氧水的唯一方法。蒽醌法采用溶解于混合有机溶剂中的烷基蒽醌作为循环加氢的载体，经加氢、氧化、萃取和后处理四个主要的工艺过程生产双氧水。该工艺中，蒽醌在长期的循环使用过程中会生成诸如蒽、蒽酮、羟基蒽酮、四氢蒽醌环氧化物和八氢蒽醌等类型的衍生物，然而，这些物质并不具备生产过氧化氢的能力，因此被统称为蒽醌降解物。蒽醌降解物的生成一方面直接增加了蒽醌的消耗，另一方面还会改变工作液的物理化学性质，当蒽醌降解物浓度过高时会对工艺过程产生严重影响。研究和实践表明有些蒽醌降解物在一些特定物质的作用下能再生回有效蒽醌，目前工业上普遍使用活性氧化铝(俗称白土)对蒽醌降解物进行再生，通常会设置氢化白土床和后处理白土床以达到再生不同种类蒽醌降解物的目的。然而，白土主要靠吸附作用，对蒽醌降解物的再生效率比较低，工业上需频繁更换以维持蒽醌降解物的含量在较低水平，如此需要消耗大量的铝土资源，产生大量的危废，增加了劳动量，而且退出的白土中还含有大量高价值的工作液。因此，有必要开发高效的用于蒽醌降解物再生的催化剂以替代白土。

目前，一般通过将活性组分负载于氧化铝载体上制成固体碱催化剂，以提高其对蒽醌降解物的再生能力。例如，CN 106540685 A公开了含有至少一种ⅡA金属元素和至少一种选自ⅥB、ⅦB和Ⅷ族的第二金属元素负载于载体上的催化剂，采用该催化剂能获得更高的蒽酮型化合物转化率，降低循环工作液中蒽酮型化合物的累积含量，提高工作液的循环利用效率。

但现有技术中的催化剂中再生蒽醌降解物所需的活性位仍然比较有限，而且常规的制备方法是在已经成型好的载体上浸渍引入含量较高的碱土金属氧化物组分，如此不可避免地会堵塞部分氧化铝的孔道，不利于分子尺寸较大的蒽醌降解物扩散到催化剂孔内的活性位上；双氧水装置实际使用的工作液中含有多种类型的蒽醌降解物，如蒽酮型、羟基蒽酮型、四氢蒽醌环氧化物等，各类型的蒽醌降解物再生机理差别很大，如再生蒽酮型化合物需要过氧化氢提供氧源，是增加一个氧原子的反应，而羟基蒽酮的再生需要脱氢，四氢蒽醌环氧化物的再生则需要脱去环氧，但现有催化剂难以同时高效地再生这些降解物，因此需对催化剂进行设计；另外，常规的制备方法将活性组分负载于已经成型的载体上，整个催化剂的制备步骤实际上包括了两次焙烧过程，即载体成型后的活化焙烧和浸渍活性组分后的再次焙烧，由于制备步骤较多以及焙烧能耗高，导致催化剂的制备成本非常高，不利于大规模应用。

发明内容

本发明针对现有催化剂难以同时高效地再生双氧水装置实际使用的工作液中含有的多种类型的蒽醌降解物；并且采用常规浸渍的方法在载体上引入含量较高的碱土金属氧化物组分不可避免地会堵塞部分氧化铝的孔道，不利于分子尺寸较大的蒽醌降解物扩散到催化剂孔内的活性位上的问题，提供一种能同时高效再生多种类型蒽醌降解物的催化剂的制备方法，该法可制备出具有较高催化活性、适宜机械强度和较长使用寿命的催化剂，并且制备过程简单，有效了降低了生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含有多种活性组分的用于蒽醌降解物再生的催化剂的制备方法，包括如下步骤：