催化湿式氧化中多相非贵金属催化剂的研究进展_闫海生

2006年第26卷第3期化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY[收稿日期]2005-11-22;[修订日期]2005-12-28。[作者简介]闫海生(1973—),男,河北省清河县人,博士,高级工程师,研究方向为工业催化剂制备及相关催化工艺的开发。电话:024-85869014;电邮:yhs19730803@163.com。催化湿式氧化中多相非贵金属催化剂的研究进展闫海生,刘博,喻为福,旋咏梅,刘冬雪(沈阳化工研究院,辽宁沈阳110021)[摘要]催化湿式氧化(CWAO)法是一种利用溶解氧去除废水中高毒性、难降解污染物的新型水处理技术。在催化湿式氧化中应用的催化剂有贵金属催化剂和非贵金属催化剂两种。在零附加值的废水处理过程中,使用非贵金属催化剂替代贵金属催化剂,在经济上更具有优势。对近年来用于催化湿式氧化废水处理过程中的多相非贵金属催化剂进行了综述。[关键词]催化湿式氧化;非贵金属;多相催化剂;废水处理[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1006-1878(2006)03-0213-05ProgressesinResearchofHeterogeneousNon-nobleMetalCatalystsUsedinCatalyticWetAirOxidationProcessYanHaisheng,LiuBo,YuWeifu,XuanYongmei,LiuDongxue(ShenyangResearchInstituteofChemicalIndustry,ShenyangLiaoning110021,China)Abstract:Catalyticwetairoxidation(CWAO)processisanewtechnologyofusingdissolvedoxygentoremovecontaminantswithhightoxicityandlowdegradabilityfromwastewater.Twokindsofcatalysts,noblemetalcatalystsandnon-noblemetalcatalysts,canbeusedinCWAOprocess.Usingnon-noblemetalcatalystsinsteadofnoblemetalcatalystsismoreeconomicalinwastewatertreatmentwithzero-additional-value.Non-noblemetalcatalystsusedinCWAOprocessinrecentyearsaresummarized.Keywords:catalyticwetairoxidation;non-noblemental;heterogeneouscatalyst;wastewatertreatment在高浓度难降解有机废水处理过程中,催化湿式氧化(CatalyticWetAirOxidation,CWAO)法因具有独特的优势而成为目前研究的重点。CWAO法是利用分子氧(空气或纯氧)在高温、高压和催化剂作用下,对废水中高浓度、难降解有机物进行深度氧化,使难降解有机物转化为易降解有机物,最后转化成CO2和H2O,有机氮转变成N2,有机磷和有机硫转变成PO3-4和SO2-4,以降低COD及其他有害物质的含量,使废水达标排放[1]。根据CWAO法中所用催化剂的状态种类,可分为均相催化剂和多相(或称为非均相)催化剂。在均相系统中,催化剂混溶于废水,为避免催化剂流失所造成的经济损失以及对环境的二次污染,需进行后续处理回收催化剂,流程复杂,废水处理成本高;而多相催化剂以固态存在,与废水分离简便,可使处理流程大大简化,多相催化剂具有均相催化剂所无法比拟的优势。根据CWAO催化剂中活性组分种类,可分为贵金属和非贵金属催化剂两类。贵金属催化剂因价格昂贵在实际应用中受到限制,非贵金属催化剂因成本低廉而备受关注。本工作主要介绍近年来CWAO法处理废水时使用的多相非贵金属催化剂的应用研究进展。1多相催化剂载体的选择对于催化剂载体的选择需要从效率及稳定性两方面来考虑。由于CWAO反应是在高温、高压、强水热、酸(或碱)性条件下进行,这样就要求CWAO催化剂载体除具有一般催化剂载体的基本性能(良好的机械强度、导热性能以及足够大的比表面积和适当的孔结构[2])外,还需要具有抗酸碱腐蚀、与金属组分有较强的相互作用等特性,这样才能保持催·213·化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2006年第26卷化剂在使用中有良好的稳定性。CWAO催化剂中载体的选择多是围绕着化工行业常用的催化剂载体Al2O3[3]、SiO2、活