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2019

負(fù)載型催化劑的制備及應(yīng)用

作者：

負(fù)載型催化劑的制備及應(yīng)用

水處理過程中，通常使用催化劑提高反應(yīng)效率和水處理效果。比如在臭氧氧化反應(yīng)中，添加催化劑促進(jìn)反應(yīng)體系中生成更多的·OH，礦化水中有機(jī)物；在光化學(xué)氧化中，添加催化劑促進(jìn)空穴和自由電子的生成，高效降解有機(jī)物分子。
目前，按照反應(yīng)體系的相態(tài)可將催化劑分為均相催化劑和非均相催化劑，均相催化劑與反應(yīng)物接觸比較充分，但是易隨水流流失，不能循環(huán)利用；非均相催化劑中的粉末態(tài)催化劑在使用過程中回收成本高且存在二次污染不適合大規(guī)模地工程化應(yīng)用；負(fù)載活性組分的顆粒態(tài)催化劑不會(huì)隨水流流失，無二次污染且使用壽命長，可循環(huán)使用，適合大規(guī)模應(yīng)用及推廣。
基于上述條件，我司集中研發(fā)人員的力量，初步合成了一種輕質(zhì)多孔材料作為催化劑載體，相對(duì)于工業(yè)上常用的沸石載體，該材料價(jià)格低廉、性價(jià)比較高；相對(duì)于硅膠而言，其比表面積較大、無二次污染、機(jī)械強(qiáng)度高、選擇性能良好，適合工程化應(yīng)用。對(duì)于負(fù)載的活性組分，常規(guī)多采用貴金屬，它具有耐高溫、耐腐蝕、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是由于貴金屬價(jià)格高昂，在工程應(yīng)用上受到了限制。過渡金屬和稀土元素，由于特殊的核外電子結(jié)構(gòu)，易得失電子，具有較強(qiáng)的氧化能力和催化性能，且廉價(jià)易得，是作為活性組分的較優(yōu)材料。
因此，在實(shí)驗(yàn)過程中，采用合成的輕質(zhì)多孔物質(zhì)為載體，以d軌道未填滿電子的過渡金屬或稀土金屬作為活性組分，經(jīng)浸漬-干燥-煅燒等過程成功制備了多種負(fù)載型催化劑，探究其催化性能的同時(shí)對(duì)比單一活性組分和多組分對(duì)不同廢水的適應(yīng)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，負(fù)載適量過渡金屬和稀土金屬的雙組分催化劑在使用過程中存在高效、無污染、活性組分不易流失、使用壽命長、適用于水質(zhì)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。

無