一种Fe‑Co‑Pt‑La‑Ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法与流程

本发明涉及一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法。

背景技术：

催化湿式氧化催化剂种类较多，其中非均相过渡金属系列催化剂价格低廉，催化性能好、稳定性高，应用广泛。过渡金属-稀土-贵金属的复合并应用催化湿式氧化，能够有效地降解模拟废水，但是对于多组分复合催化剂对实际废水尤其是垃圾渗滤液的处理，以及金属组分配比对催化剂性能的影响，目前很少见到相关的研究报道。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法，其特征在于：包括feo、coo、pt、lacl3·6h2o、tio2和fsc载体，其中，fe以feo的形式存在，co以coo的形式存在，la以lacl3·6h2o的形式存在，ti以tio2的形式存在，且fe、co、pt、la、ti的配比为fe2-10份、co10-18份、pt4-12份、la15-25份、ti7-15份，所述fsc载体的主要成分为γ-al2o3。

所述fe-co-pt-la-ti复合催化剂采用如下方法制备：

1)将fsc载体用清水清洗，然后再用蒸馏水洗涤；

2)将fsc载体沥干水分，然后在100℃的干燥箱中持续烘2-3小时；

3)将fsc载体在箱式电阻炉中焙烧3-4小时，其中，电阻炉中的温度为380-420℃；

4)以硝酸铁(fe(no3)3·9h2o)、硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、硝酸铂(pt(no3)2)和硝酸镧(la(no3)3·6h2o)和四氯化钛(ticl4)为前驱体，浸渍液中的总金属元素浓度均为5.5％，采用等量浸渍法制备催化剂；

5)将步骤3)中处理好的fsc载体置于配备好的浸渍液中，并放入空气浴振荡器，在38-42℃、100r·min^-1的条件下动态浸渍4-6小时；

6)将步骤5)制得的样品在110℃条件下干燥4-6小时；

7)重复步骤5)-步骤6)工序两次；

8)在450-500℃马弗炉中焙烧2-3小时，得到目标催化剂。

所述共沉淀复合催化剂所使用的催化湿式氧化装置的组成包括：氧气罐、第一压力表、进气阀、出水阀、搅拌装置、高压釜、热电偶、第二压力表、爆破阀、电热炉、控制仪。所述氧化钢瓶通过第一压力表和进气阀与高压釜相连，所述高压釜中包括搅拌装置、热电偶和电热炉，所述热电偶通过第二压力装置与爆破阀相连，所述搅拌装置和电热炉与控制仪相连。

步骤1)中，fsc用清水清洗4次，用蒸馏水洗涤4次。

步骤2)中，fsc载体沥干后在100℃的干燥箱中持续烘2小时。

步骤2)中，fsc载体沥干后在100℃的干燥箱中持续烘3小时。

步骤3)中，箱式电阻炉的升温速率为6℃·min^-1。

步骤5)中，放入空气浴振荡器，在40℃、100r·min^-1的条件下动态浸渍5小时。

步骤8)中，马弗炉中的升温速率为6℃·min^-1。

本发明的有益效果是，本发明的用于垃圾渗滤液湿式氧化处理的催化剂，是以铁、钴、铂、镧的硝酸盐及四氯化钛为前驱体，fsc为载体的fe-co-pt-la-ti/fsc负载型催化剂，将其应用于垃圾渗滤液的催化湿式氧化，具有较好的效果，而且性能稳定，催化性能优越，而其制备方法中，能够有效保证催化剂的活性和稳定性，使得活性组分在载体表面分布均匀。

附图说明

图1为本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中，垃圾渗滤液中cod去除率与时间关系的示意图；

图2为本发明施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中垃圾渗滤液中浊度去除率与时间关系的示意图；

图3为本发明施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中垃圾渗滤液中ph变化率与时间关系的示意图；

具体实施方式

实施例1

一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法，其特征在于：包括feo、coo、pt、lacl3·6h2o、tio2和fsc载体，其中，fe以feo的形式存在，co以coo的形式存在，la以lacl3·6h2o的形式存在，ti以tio2的形式存在，且fe、co、pt、la、ti的配比为fe2份、co10份、pt4份、la15份、ti7份，所述fsc载体的主要成分为γ-al2o3。

所述fe-co-pt-la-ti复合催化剂采用如下方法制备：

1)将fsc载体用清水清洗，然后再用蒸馏水洗涤；

2)将fsc载体沥干水分，然后在100℃的干燥箱中持续烘2小时；

3)将fsc载体在箱式电阻炉中焙烧3小时，其中，电阻炉中的温度为380℃；

4)以硝酸铁(fe(no3)3·9h2o)、硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、硝酸铂(pt(no3)2)和硝酸镧(la(no3)3·6h2o)和四氯化钛(ticl4)为前驱体，浸渍液中的总金属元素浓度均为5.5％，采用等量浸渍法制备催化剂；

5)将步骤3)中处理好的fsc载体置于配备好的浸渍液中，并放入空气浴振荡器，在38℃、100r·min^-1的条件下动态浸渍4小时；

6)将步骤5)制得的样品在110℃条件下干燥4小时；

7)重复步骤5)-步骤6)工序两次；

8)在450℃马弗炉中焙烧2-3小时，得到目标催化剂。

实施例2

一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法，其特征在于：包括feo、coo、pt、lacl3·6h2o、tio2和fsc载体，其中，fe以feo的形式存在，co以coo的形式存在，la以lacl3·6h2o的形式存在，ti以tio2的形式存在，且fe、co、pt、la、ti的配比为fe4份、co11份、pt6份、la18份、ti8份，所述fsc载体的主要成分为γ-al2o3。

所述fe-co-pt-la-ti复合催化剂采用如下方法制备：

1)将fsc载体用清水清洗，然后再用蒸馏水洗涤；

2)将fsc载体沥干水分，然后在100℃的干燥箱中持续烘2.5小时；

3)将fsc载体在箱式电阻炉中焙烧3.5小时，其中，电阻炉中的温度为400℃；

4)以硝酸铁(fe(no3)3·9h2o)、硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、硝酸铂(pt(no3)2)和硝酸镧(la(no3)3·6h2o)和四氯化钛(ticl4)为前驱体，浸渍液中的总金属元素浓度均为5.5％，采用等量浸渍法制备催化剂；

5)将步骤3)中处理好的fsc载体置于配备好的浸渍液中，并放入空气浴振荡器，在40℃、100r·min^-1的条件下动态浸渍5小时；

6)将步骤5)制得的样品在110℃条件下干燥5小时；

7)重复步骤5)-步骤6)工序两次；

8)在450℃马弗炉中焙烧2小时，得到目标催化剂。

实施例3

一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法，其特征在于：包括feo、coo、pt、lacl3·6h2o、tio2和fsc载体，其中，fe以feo的形式存在，co以coo的形式存在，la以lacl3·6h2o的形式存在，ti以tio2的形式存在，且fe、co、pt、la、ti的配比为fe6份、co13份、pt6份、la18份、ti9份，所述fsc载体的主要成分为γ-al2o3。

所述fe-co-pt-la-ti复合催化剂采用如下方法制备：

1)将fsc载体用清水清洗，然后再用蒸馏水洗涤；

2)将fsc载体沥干水分，然后在100℃的干燥箱中持续烘2小时；

3)将fsc载体在箱式电阻炉中焙烧4小时，其中，电阻炉中的温度为420℃；

4)以硝酸铁(fe(no3)3·9h2o)、硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、硝酸铂(pt(no3)2)和硝酸镧(la(no3)3·6h2o)和四氯化钛(ticl4)为前驱体，浸渍液中的总金属元素浓度均为5.5％，采用等量浸渍法制备催化剂；

5)将步骤3)中处理好的fsc载体置于配备好的浸渍液中，并放入空气浴振荡器，在42℃、100r·min^-1的条件下动态浸渍5小时；

6)将步骤5)制得的样品在110℃条件下干燥5小时；

7)重复步骤5)-步骤6)工序两次；

8)在480℃马弗炉中焙烧3小时，得到目标催化剂。

实施例4

一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法，其特征在于：包括feo、coo、pt、lacl3·6h2o、tio2和fsc载体，其中，fe以feo的形式存在，co以coo的形式存在，la以lacl3·6h2o的形式存在，ti以tio2的形式存在，且fe、co、pt、la、ti的配比为fe8份、co15份、pt9份、la22份、ti12份，所述fsc载体的主要成分为γ-al2o3。

所述fe-co-pt-la-ti复合催化剂采用如下方法制备：

1)将fsc载体用清水清洗，然后再用蒸馏水洗涤；

2)将fsc载体沥干水分，然后在100℃的干燥箱中持续烘3小时；

3)将fsc载体在箱式电阻炉中焙烧4小时，其中，电阻炉中的温度为420℃；

4)以硝酸铁(fe(no3)3·9h2o)、硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、硝酸铂(pt(no3)2)和硝酸镧(la(no3)3·6h2o)和四氯化钛(ticl4)为前驱体，浸渍液中的总金属元素浓度均为5.5％，采用等量浸渍法制备催化剂；

5)将步骤3)中处理好的fsc载体置于配备好的浸渍液中，并放入空气浴振荡器，在42℃、100r·min^-1的条件下动态浸渍6小时；

6)将步骤5)制得的样品在110℃条件下干燥6小时；

7)重复步骤5)-步骤6)工序两次；

8)在500℃马弗炉中焙烧3小时，得到目标催化剂。

实施例5

一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法，其特征在于：包括feo、coo、pt、lacl3·6h2o、tio2和fsc载体，其中，fe以feo的形式存在，co以coo的形式存在，la以lacl3·6h2o的形式存在，ti以tio2的形式存在，且fe、co、pt、la、ti的配比为fe10份、co18份、pt12份、la25份、ti15份，所述fsc载体的主要成分为γ-al2o3。

所述fe-co-pt-la-ti复合催化剂采用如下方法制备：

1)将fsc载体用清水清洗，然后再用蒸馏水洗涤；

2)将fsc载体沥干水分，然后在100℃的干燥箱中持续烘3小时；

3)将fsc载体在箱式电阻炉中焙烧4小时，其中，电阻炉中的温度为420℃；

4)以硝酸铁(fe(no3)3·9h2o)、硝酸钴(co(no3)2·6h2o)、硝酸铂(pt(no3)2)和硝酸镧(la(no3)3·6h2o)和四氯化钛(ticl4)为前驱体，浸渍液中的总金属元素浓度均为5.5％，采用等量浸渍法制备催化剂；

5)将步骤3)中处理好的fsc载体置于配备好的浸渍液中，并放入空气浴振荡器，在42℃、100r·min^-1的条件下动态浸渍6小时；

6)将步骤5)制得的样品在110℃条件下干燥6小时；

7)重复步骤5)-步骤6)工序两次；

8)在500℃马弗炉中焙烧3小时，得到目标催化剂。

为考察金属组分配比对催化剂活性的影响，以上述实施例不同金属组分配比的催化剂处理垃圾渗滤液，cod去除率、浊度去除率及ph如附图1-3所示。从图1中可以看出，反应时间为90min时，实施例5所采用的催化剂垃圾渗滤液的cod去除率最高，达到了88.3％；同时，图2显示上述实施例所采用的五种催化剂作用下，垃圾渗滤液经过催化湿式氧化处理后的浊度去除率也以实施例5中的催化剂最高，达到了99.2％；图3显示了在实施例5中的催化剂作用下垃圾渗滤液的ph最早(40min)达到最低点6.174，这表明实施例5中的催化剂的催化活性最强。

与现有技术相比，本发明的一种fe-co-pt-la-ti复合催化剂的催化湿式氧化处理方法，是以铁、钴、铂、镧的硝酸盐以及四氯化钛为前驱体，fsc为载体的fe-co-pt-la-ti/fsc负载型催化剂，将其应用于垃圾渗滤液的催化湿式氧化，具有较好的效果，而且性能稳定，催化性能优越，而其制备方法中，能够有效保证催化剂的活性和稳定性，使得活性组分在载体表面分布均匀。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。