用Pd_Cu_Pt_Al_2O_3催化剂还原水中的硝酸盐_高建峰

文章编号:0253-9837(2004)11-0869-07研究论文:869～872收稿日期:2004-02-16.第一作者:高建峰,男,1969年生,博士研究生,副教授.联系人:高建峰.Tel:(0351)3921415;E-mail:jianfenggao@163.com.基金项目:山西省青年基金资助项目(20031012).用Pd-Cu-Pt/γ-Al2O3催化剂还原水中的硝酸盐高建峰1,2,徐春彦1,王久芬1,庄源益2(1华北工学院化工系,山西太原030051;2南开大学环境科学与工程学院,天津300071)摘要:以自制的高纯γ-Al2O3为载体,用双浸渍法制备了不同Pd/Cu比的Pd-Cu/γ-Al2O3催化剂,在间歇式反应器中直接处理含硝酸盐废水.结果表明,利用不同Pd/Cu比的Pd-Cu/γ-Al2O3催化剂及Pd-Cu-Pt/γ-Al2O3催化剂,同时用甲酸为pH调节剂,在适合的条件下,于40min内就能达到脱除硝酸盐的目的,氮脱除率可达95%.这有可能发展成为一项有效和实用的水处理技术,特别是在以地下水作为饮用水源的农村地区.关键词:钯,铜,铂,氧化铝,负载型催化剂,硝酸盐,催化还原中图分类号:O643/X7文献标识码:ACatalyticReductionofNitrateinWateroverPd-Cu-Pt/γ-Al2O3CatalystGAOJianfeng1,2＊,XUChunyan1,WANGJiufen1,ZHUANGYuanyi2(1DepartmentofChemicalEngineering,NorthChinaInstituteofTechnology,Taiyuan030051,Shanxi,China;2CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300071,China)Abstract:ThesupportedPd-Cu/γ-Al2O3catalystwaspreparedbydoubleimpregnationandwasevluatedwithreductionofnitrateandnitriteinwaterinabatchreactorunderatmosphericpressureandatroomtemperature.TheresultsdemonstratedthatthePd-Cu/γ-Al2O3catalystwithdifferentPd/CuratiosandthePd-Cu-Pt/γ-Al2O3couldeffectivelyremovenitratein40min.Thetotalremovalefficiencywas95%.Thecatalyticselec-tivereductionisapromisingmethodfortheremovalofnitrate,especiallyforthesmall-scaleapplicationintheruralarea.Keywords:palladium,copper,platinum,alumina,supportedcatalyst,nitrate,catalyticreduction随着工农业生产的发展,人类赖以生存的环境受到各种污染的冲击.某些氮化合物既是生命的要素,同时又是日益增长的环境污染物.硝酸盐氮污染就是其中之一,而且日趋严重.据报道,目前许多国家的地下水都已不同程度地受到硝酸盐污染,并有日益恶化的趋势.我国地下水中硝酸盐氮污染程度也呈增长的趋势.水利部海河委员会水保局在1996年对唐山农业区的地下水进行了水质普查,在111眼观测井中发现硝态氮含量超标(>20mg/L)的有24眼,占21.6%[1,2].供饮用的地面水源和地下水中NO-3和NO-2的含量过高,能引起变性血色素症,且可使肝癌、食管癌和胃癌的发病率增高.硝酸盐过量的危害主要是导致婴幼儿患高铁血红蛋白症,当饮用水中的硝酸盐氮(NO-3-N)含量高于10mg/L时就可能导致6个月以下的婴幼儿死亡.因此,地下水的硝酸盐污染问题早已引起联合国及发达国家的普遍重视.脱除硝酸盐污染的方法有多种,目前已投入实际应用的主要是生物反硝化、离子交换和反渗透工艺.尽管一些物化方法可以将硝酸盐从饮用水中分离出来,但解决地下水中硝酸盐污染的根本出路还是要恢复自然界氮素循环的平衡.将水中硝酸盐氮第25卷第11期催化学报2004年11月Vol.25No.11ChineseJournalofCatalysisNovember2004还原为氮气的方法可以分为两大类:生物反硝化和化学反硝化.但是,生物反硝化法仍存在一些缺点,如工艺复杂、建设费用高、反硝化速度慢和