国内外化工行业催化剂制备与应用-文献综述
催化剂研究现状及应用
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催化剂研究现状及应用催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质,能够提高反应的选择性和效率。
催化剂的研究和应用已经成为当今化学领域的研究热点,对于提高能源利用效率、减少环境污染、促进功能材料和新药的研发都具有重要意义。
本文将对催化剂的研究现状和应用进行探讨。
一、催化剂的研究现状催化剂的研究已经取得了很大的进展,主要体现在以下几个方面:1、催化剂的制备方法不断创新。
传统的催化剂制备方法包括物理法、化学法和生物法,随着纳米技术、表面化学和生物化学等领域的发展,人们对催化剂的制备方法进行了不断探索和创新,取得了许多重要进展。
纳米催化剂由于其极大的比表面积和独特的表面活性,成为了当前研究的热点之一。
2、催化剂的结构和性能分析手段更加完善。
随着计算机技术、表面物理化学、光谱学和电子显微镜技术的发展,催化剂的结构和性能分析手段日益完善。
通过使用各种现代分析技术,人们能够更清晰地了解催化剂的结构和性能,为催化剂的设计和改进提供了更为可靠的依据。
3、多相催化和生物催化研究不断深入。
多相催化反应包括气相催化、气液相催化、液相催化等,其在环境、化工和能源等领域应用广泛。
生物催化即酶催化,生物催化因其对环境友好、反应选择性高等特点备受关注。
4、催化剂的设计和改进更加注重绿色环保。
随着人们对环境保护意识的增强,绿色催化剂的研究成为了催化领域的一个重要趋势。
绿色催化剂主要包括无毒、易降解和可再生的催化剂,其研究重点是提高催化反应的效率和选择性,减少或消除对环境和生物的毒性。
二、催化剂的应用催化剂在能源、环境、化工和生物医药等领域都有着广泛的应用,以下是其中的一些典型应用:1、催化剂在能源领域的应用。
催化剂在石油加工、天然气转化、燃料电池等能源领域都有着重要的应用。
在石油加工过程中,催化剂能够帮助分解重质烃、加氢脱硫、裂化等,提高燃料的质量和利用率。
2、催化剂在环境领域的应用。
催化剂在大气污染治理、废水处理、固体废物处理等环境保护领域具有着重要的应用。
化工催化剂的研发与应用
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化工催化剂的研发与应用催化剂是化学反应中的重要工具,不同催化剂可以加速化学反应的速度,提高反应的选择性和收率,从而节约能源、减少废物排放,并且可以用于制备高附加值的化学品。
因此,催化剂的研发和应用是化学领域的一个热点和难点问题。
本文将从催化剂的基础理论、研发、应用和发展方向等多个方面来探讨化工催化剂的研发与应用。
一、催化剂的基础理论催化剂是通过降低反应活化能,促进化学反应进行的物质。
其基础理论涉及许多学科,如物理学、化学和材料学等。
在催化剂研究领域中,通常将催化反应分为三个步骤:吸附、反应、解离。
吸附是指催化剂表面与反应物之间的相互作用力,它使得反应物能够进入催化剂表面,并与之相互作用。
反应是指在催化剂表面上发生的化学反应过程。
解离是指反应产物从催化剂表面解离出来的过程。
催化剂的活性位点是催化剂表面上特定的原子位置。
催化剂的活性位点可以是表面的化学基团、晶格缺陷、低配位的离子或金属簇等。
在反应发生时,催化剂原子会与反应物相互作用,产生活性位点,促进反应的进行。
二、催化剂的研发催化剂的研发是化工催化领域的一个关键问题。
主要包括三个方面:筛选合适的材料、设计合理的结构和制备优异的形态。
首先,选择合适的材料是催化剂研发的前提。
无论是单一元素还是复合的催化剂,都需要在催化反应中发挥卓越的催化性能。
例如,贵金属催化剂能够在低温下实现高效催化,而类金属氧化物催化剂在高温下能够实现催化效果的提高。
为了研制出更好的催化剂,需要综合考虑材料的催化性、尺寸、缺陷、结构等因素。
其次,设计合理的结构是催化剂研发的关键。
设计合理的催化剂结构能够使催化剂的活性位点处于最优位和降低反应活化能,从而实现反应效率的提高。
例如,设计合理的支撑结构或者纳米结构能够促进催化剂表面积的增加,提高催化反应速率。
最后,制备优异的形态是催化剂研发中不可或缺的步骤。
例如,通过简单的沉淀共沉淀法等合成方法可以制备出各种不同形状的催化剂,如纳米颗粒、纳米线、纳米片等,这些形态的催化剂可能具有不同的催化特性和活性。
催化剂的制备及其在化学工业中的应用
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催化剂的制备及其在化学工业中的应用化学工业的发展离不开催化剂的应用,催化剂是一种能够在化学反应中降低能量损耗和速率的物质。
催化剂的应用不仅在化学工业中广泛应用,也涉及到环境保护,纳米技术以及生物工艺和医学领域等,因此,研制和制备更加高效、具有广泛适用性的催化剂已经成为了化学工程领域中的热门研究方向之一。
一、催化剂的制备催化剂的制备是一种复杂的过程,一般需要从纳米级别开始,通常的方法是先选择合适的载体,然后将羟基或氨基含量丰富的化合物分散到载体材料中。
目前主流的催化剂制备方法有:物理法、生物法、化学合成法、模板法和纳米法等。
1.物理法物理法主要是通过熔融、蒸发、小分子交换等方式制备出具有特殊形状和结构的纳米材料。
常见的物理法制备催化剂的方法有:热沉积法、化学气相沉积法、蒸发冷凝法、纳米微晶合成法、电弧放电法等。
2.生物法生物法指的是利用生物体制造、分离、提取具有特殊催化性质的物质的过程。
一般可以通过糖类、蛋白质和DNA等高分子材料来制备具有特定功能群的催化剂,这些催化剂不仅具有很好的活性,而且其生产过程通常比普通催化剂生产过程更环保可持续。
3.化学合成法化学合成法是一种将原子和分子按照特定的化学配方进行组装的过程,常用的化学合成法制备催化剂有:溶浸、共沉淀、沉淀、交换、均质化学合成等。
4.模板法模板法是指在局部区域延伸至整个材料表面的结构中,使用有序分子间作为模板,利用有机化学合成法合成出高级有序结构的新型催化材料。
常用的模板法包括:硅胶模板合成法、胶体晶体模板合成法、介孔材料模板合成法等。
5.纳米法纳米法制备催化剂的常用方法是利用纳米化技术将已经存在的催化剂“压缩”成纳米尺度,在这个过程中,催化剂分子之间的数目减少,提高了化学反应的主动力。
同时,纳米化后的催化剂具有更高的活性、选择性和耐久性。
二、催化剂在化学工业中的应用催化剂的应用范围非常广泛,特别是在化学工业中,催化剂的应用使得许多关键的化学过程变得更加高效、经济,同时也减少了化学污染排放。
催化剂制备与应用研究进展综述
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催化剂制备与应用研究进展综述催化剂是一种用于催化反应的物质,它可以通过降低化学反应的活化能来加速反应速率。
催化剂在化学生产及环境保护等领域中具有重要应用。
随着科学技术的不断发展,催化剂的制备与应用研究也得到了长足的进步。
一、制备技术进展1. 传统制备技术传统的催化剂制备技术主要是物理混合、共沉淀、浸渍法等。
在这些技术中,共沉淀法是最常用的一种。
传统制备技术具有操作简单、设备需求低、成本低等优点。
但由于其制备过程中物质互相掺杂,致使具有较大的二次晶粒,使得催化剂的催化活性和选择性上升较慢。
2. 现代高新技术现代催化剂制备技术包括沉积-沉淀法、溶胶-凝胶法、金属有机框架法、离子液体法等。
其中,溶胶-凝胶法被认为是其中的佼佼者。
它使用无机、有机有机金属盐为原料,在水或有机溶剂中,一步或多步反应制备一定大小的凝胶粒子,经高温干燥后形成催化剂。
二、新材料催化剂的制备新材料催化剂是以有机或无机材料为原料,在催化剂制备过程中进行处理,生成具有一定结构的催化剂。
新型的催化剂材料可以精确地控制催化剂的结构、形态和尺寸,能更好地调节催化剂的催化活性和选择性,从而提高催化效率。
三、催化剂应用研究进展目前,催化剂的应用范围已经非常广泛,主要应用于石油加工、化学品生产、大气污染治理、环境保护、食品加工等领域。
同时,催化剂材料也在医药、生物化学、能源储存等领域中得到广泛应用。
1. 环境保护领域催化剂在环保领域中具有广泛应用,如催化氧化技术、光催化技术等。
催化氧化技术是目前广泛应用的一种技术,可以有效净化水体、空气等环境中的有机污染物和有毒物。
另外,光催化技术由于具有高效、无污染等优势,也被广泛应用于环保领域中。
2. 能源领域现代工业和生活中对能源的需求越来越多,而催化剂在能源领域中也得到了广泛应用。
例如,氧化钙在煤转化制氢中具有良好的稳定性和长寿命;铂基催化剂在燃料电池中也有广泛应用。
3. 医药领域药物的合成需要催化剂的帮助,目前,许多有机催化剂被应用于药物合成中,并取得了显著的效果。
催化剂文献综述
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文献综述(含主要参考文献)近代化学工业,特别是煤和石油化工的飞速发展,数以千计的化学原料和商品生产都与催化学科的技术成就、催化剂的开发密切相关;另外,现代人类面临的许多困难,像能源、自然资源的开发以及污染等问题的解决,也都部分地依赖于催化过程。
因此,催化过程及催化剂的研究使用受到世界各国政府、产业部门和科研机构的重视。
可以说,催化化学及催化剂在国民经济中具有十分重要的意义。
由于催化科学和技术的飞速发展,在不同的历史阶段人们对催化现象的认识和应用在不断更新,有关催化剂和催化作用的定义也曾有过不同的表述[1]。
在此,只对其中一种目前都比较认可的催化剂定义简述如下:在一个反应体系中,若存在某一种类物质,可使反应速率明显变化(增加或减少),而其本身的化学物质和数量在反应前后基本保持不变,这种物质称为催化剂。
催化剂可以是正催化剂,也可以是负催化剂,一般如不特别说明,都是正催化剂。
在现代化学工业、石油加工工业、食品工业、制药工业及环保行业等部门中催化剂的使用非常广泛,因而催化剂的种类也相当繁多。
对于催化剂的分类[2],有许多不同的方法,在此只对按催化剂的元素及化合态分类这一种分类方法做一详述。
按催化剂的元素及化合态分类,催化剂可分为:(1)金属催化剂,多数为过渡元素,在氧化还原机理的催化反应中最为常用;(2)氧化物催化剂与硫化物催化剂,当其为过渡元素化合物时,亦是氧化还原型机理的催化反应中常用的催化剂;(3)酸、碱、盐催化剂,主要用于酸碱型机理的催化反应;(4)金属有机化合物,为络合催化机理反应中常用的催化剂。
由于催化剂广泛应用于许多行业部门,关于催化剂的制备也就成了广大化学工作者普遍关心的问题。
目前,催化剂制备的常用方法有混合法、浸渍法、沉淀法、凝胶法以及熔融法等[2]。
在催化剂中有很大一部分的活性组分是负载于载体上的,载体与活性组分的组合方法则有混合法、浸渍法、离子交换法、沉淀法、共沉淀法及喷雾法等。
载体除了作为催化剂的基底,还可减少催化剂的收缩,增大催化剂的机械强度,改善活性组分的活性、选择性及对毒物的抵抗能力等[3]。
催化剂制备及应用
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催化剂制备及应用催化剂是一种能够加速化学反应速率,同时不被反应所消耗的物质。
催化剂在许多工业过程中起到重要的作用,可以提高反应产率,降低能耗,减少废物产生等。
下面将首先介绍催化剂的制备方法,然后探讨催化剂在各个领域的应用。
催化剂的制备方法包括物理法、化学法和生物法等。
物理法主要通过物理方法调整催化剂的形貌和结构。
例如,可以通过溶胶凝胶法合成具有特定孔径和表面积的催化剂颗粒。
化学法则是利用化学反应合成催化剂,常用的方法包括共沉淀法、沉积法、水热合成法等。
例如,通过改变沉淀反应的温度、pH值、反应物浓度等条件,可以得到具有不同晶相和组成的催化剂。
生物法则是利用生物体制备催化剂,例如利用酶或微生物合成特定催化剂。
这些制备方法可以根据所需催化剂的性质和应用领域选择合适的方法。
催化剂在化学工业中具有广泛的应用。
以催化裂化为例,它是石油炼制中的重要工艺,能将重质石油分子裂解为轻质燃料和化工原料。
在催化裂化过程中,使用沸石作为催化剂可以提高反应选择性和产率。
此外,催化剂还在有机合成、氧化还原反应等领域有重要的应用。
例如,金属催化剂可以催化羰基化合物的加氢反应,将醛酮还原为相应的醇。
此外,催化剂还广泛应用于环境保护领域,例如汽车尾气净化中使用的三元催化剂可以将一氧化碳、氮氧化物和有机物转化为无害物质。
催化剂的应用还延伸到能源领域。
例如,在燃料电池中,催化剂可以加速氧气的还原反应和燃料的氧化反应,将化学能转化为电能。
铂是燃料电池催化剂中常用的材料,因为它具有良好的催化活性和稳定性。
此外,催化剂还可以应用于可再生能源的转化和利用中。
例如,光催化剂可以通过光激发产生电子-空穴对,从而催化水的光解制氢,为可再生能源提供氢燃料。
此外,催化剂在生物医药领域也具有广泛的应用。
例如,有机合成中催化剂的应用可以高效合成复杂的药物分子。
此外,酶催化剂可以用于生物转化和生物分析等领域。
例如,葡萄糖氧化酶可以将葡萄糖氧化为葡萄糖酸,用于血糖检测。
化工方向文献总结范文
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一、引言化工行业作为我国国民经济的重要支柱产业,近年来取得了长足的发展。
随着科技的进步和市场需求的变化,化工行业的研究方向也在不断拓展。
本文通过对化工领域相关文献的梳理和总结,旨在为我国化工行业的发展提供有益的参考。
二、文献综述1. 化工新材料研究近年来,我国化工新材料研究取得了显著成果。
文献[1]介绍了纳米材料在化工领域的应用,如纳米二氧化钛在光催化领域的应用;文献[2]探讨了石墨烯在电池、催化剂等领域的应用前景。
2. 化工过程优化研究化工过程优化是提高生产效率和降低能耗的重要途径。
文献[3]针对化工生产过程中的物料平衡问题,提出了一种基于遗传算法的优化方法;文献[4]研究了反应器内流体流动对反应过程的影响,并提出了相应的优化策略。
3. 化工节能减排研究化工节能减排是当前化工行业面临的紧迫任务。
文献[5]分析了化工生产过程中的能耗分布,提出了降低能耗的措施;文献[6]针对化工废水处理,研究了生物膜反应器在去除污染物方面的应用。
4. 化工安全生产研究化工安全生产是保障人民生命财产安全的重要环节。
文献[7]分析了化工事故的原因,提出了预防化工事故的措施;文献[8]研究了化工企业应急预案的编制和实施。
5. 化工产业政策研究我国政府高度重视化工产业政策的研究。
文献[9]分析了我国化工产业政策的演变过程,提出了进一步优化产业政策的建议;文献[10]研究了国际化工产业政策对我国化工产业的影响。
三、结论通过对化工领域相关文献的总结,可以看出我国化工行业在新材料、过程优化、节能减排、安全生产和产业政策等方面取得了显著成果。
然而,化工行业仍面临诸多挑战,如技术瓶颈、环境压力、产业转型升级等。
因此,我国化工行业应继续加大研发投入,提高自主创新能力,以适应市场需求和产业发展的需要。
四、展望未来,我国化工行业应重点关注以下方面:1. 深化化工新材料研发,推动产业升级。
2. 优化化工生产过程,提高生产效率和降低能耗。
3. 加强化工节能减排,实现绿色发展。
(完整word版)国内外化工行业催化剂制备与应用-文献综述.doc
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催化氧化处理难降解废水催化剂的应用研究文献综述一催化剂研究发展概况1 从国内外该技术目前研究现状及发展趋势来看 , 该类催化剂的开发向着选择性低、工艺简单、易再生、廉价高效的方向发展。
2 均相催化剂混溶于废水中,易流失,且难以回收再生利用;3非均相催化剂成为该类催化剂研究的重点。
国内外以金属氧化物如氧化镍、氧化锰、氧化钒等为催化剂对高浓度有机废水进行了氧化处理研究 , 取得了较好的效果 ; 但存在金属氧化物难以回收、流失量大等问题 ;4负载型或共混催化剂则克服了上述问题。
负载型催化剂使催化剂的活性组分高度分散 , 强化了传质过程 ; 同时载体对有机污染物具有一定的吸附和催化作用 , 载体与催化剂良好的协同作用大大提高了催化氧化的效果。
作为催化剂载体使用的主要有活性炭、γ - Al 2 O3、粘土、树脂等。
活性炭特殊的石墨型层状微晶结构, 赋予其丰富的孔结构、比表面积以及结晶缺陷, 其表面大量含氧基团的存在 , 尤其是羟基、酚羟基等的大量存在使活性炭不仅具有吸附能力 , 而且具有一定的催化氧化和还原作用 , 从而使其作为催化剂或催化剂载体被广泛用于石油化工、印染、医药化工等工业废水处理中。
而γ- Al 2 O3具有较强的抗热冲击和抗机械冲击能力 , 同活性组分 Cu、Fe 等的协同催化作用佳 , 作为该方面载体应用的报道也较多。
此外 , 以粘土、粉煤灰等为载体的该类催化剂也有少量报道。
而催化剂的活性组分 , 出于对催化剂成本的考虑 , 国内外的研究主要集中对廉价的过渡金属如Cu、Fe、Mn、Ni 等; 而对于活性较高的贵金属组分如 Pt 、Rh 等,由于成本较高而相对研究较少。
二针对各种污染废水,国内外催化剂的制备与应用进展如下:1催化 O3氧化①纺织印染废水采用以γ-Al 2O3为载体,由含稀土元素为主的过渡金属和多种组分混合型金属元素制备的催化剂,通过催化氧化试验装置,对纺织印染废水的二级处理出水进行中试深度处理研究,反应温度 60 ~80 ℃;常压处理,废水处理后, COD 和色度去除率可达 80%张仲燕等以超细γ-Al2O3为载体,在Cu(NO3)2溶液中,采用浸渍法制备超细γ-Al 2O3/CuO 催化剂 , 并将其用于处理含氮染料废水 , 发现此催化剂活性高 ,COD 和色度去除率分别为 77%和 99%。
催化剂的制备与应用研究
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催化剂的制备与应用研究催化剂是一种能够促进化学反应发生并调节反应速率的物质,广泛应用于化工、环保、医药、能源等领域。
本文将从催化剂的制备和应用两个方面进行探讨。
一、催化剂的制备1.化学方法化学方法是制备催化剂的传统方法之一,包括溶胶-凝胶法、水热法、离子交换法等。
其中,溶胶-凝胶法是最常用的制备催化剂方法之一。
该方法通过将金属盐和有机化合物混合后制成溶胶,再通过凝胶化使溶胶转化为凝胶体,在高温下进行焙烧就能得到催化剂。
2.物理方法物理方法包括共沉淀法、沉淀法、离子交换等。
与化学方法相比,物理方法制备催化剂所需的原料更为简单。
3.生物方法生物方法是近年来发展起来的一种新型催化剂制备方法,主要是利用微生物代谢作用产生的酶进行制备。
生物制备的催化剂因其高特异性、高效性而备受关注。
二、催化剂的应用1.催化剂在化工领域的应用在化工生产中,催化剂广泛用于有机合成、裂化、氧化、加氢等过程。
例如,以铂催化剂为媒介的烷烃裂化技术广泛用于炼油厂,能够有效提高炼油率和加油品质;又如,氧化催化剂可以将甲烷和氧气反应产生一氧化碳和水蒸气,直接制备出甲酸等有机物。
2.催化剂在环保领域的应用催化剂在环保领域的应用主要涉及污染物处理、废气净化等方面。
例如,二氧化钛催化剂可以将空气中的有害物质如VOCs和NOx转化为无害物质,具有卓越的去除效果;又如,氧化铁催化剂可以将食品废水中的有机物、氨氮等转化为无害化合物。
3.催化剂在医药领域的应用催化剂在医药领域的应用主要用于药物合成、药物纯化等过程。
例如,手性催化剂在药物合成中起到至关重要的作用,有助于合成具有格外生物活性的手性分子;又如,分子筛催化剂可以将药物分子从混合物中分离出来,从而提高其纯度。
4.催化剂在能源领域的应用催化剂在能源领域的应用主要涉及碳氢化合物转化、电化学过程等方面。
例如,铂催化剂可以将氢化物燃料转化为电能,被广泛用于燃料电池中;又如,多孔催化剂可以在储能材料中被应用,提高其储能能力。
工业催化文献综述
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工业催化文献综述固体酸催化剂的发展及应用专业:化学工程与工艺班级:学生学号:学生姓名:完成时间:1一、引言催化剂(catalyst):是一种能够改变化学反应速度,而它本身又不参与最终产物的物质。
:随着环境意识的加强以及环境保护要求的日益严格,,液体催化剂已完全满足不了化工产品的发展要求,然而新型固体酸催化剂却弥补了当前的一些不足,固体酸催化剂已成为催化化学的一个研究热点。
与液体酸催化剂相比,固体酸催化反应具有明显的优势,固体酸催化在工艺上容易实现连续生产,不存在产物与催化剂的分离及对设备的腐蚀等问题。
并且固体酸催化剂的活性高,可在高温下反应,能大大提高生产效率。
还可扩大酸催化剂的应用领域,易于与其他单元过程耦合形成集成过程,节约能源和资源。
关键词:固体酸催化剂摘要:通过固体孙催化剂在有机合成反应中的应用,说明固体酸催化剂的优越性,介绍了固体酸催化剂技术应用的进展,指出了固体酸催化剂应用存在的主要问题1固体酸催化剂的定义及分类1.1定义一般而言,固体酸可理解为凡能碱性指示剂改变颜色的固体,或是凡能化学吸附碱性物质的固体。
按照布朗斯泰德和路易斯的定义,则固体酸是具有给出质子或接受电子对能力的固体。
固体酸是催化剂中的一类重要催化剂,催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位,称酸中心。
它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物,其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。
这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应,种类很多。
此外,还有润载型固体酸催化剂,是将液体酸附载于固体载体上而形成的,如固体磷酸催化剂。
1.2固体酸的分类(1)固载化液体酸HF/Al2O3,BF3/AI2O3,H3PO4/硅藻土(2)氧化物简单Al2O3,SiO2,B2O3,Nb2O5复合Al2O3-SiO2,Al2O3/B2O3(3)硫化物CdS ZnS2(4)金属磷酸盐AlPO4,BPO 硫酸盐Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3,CuSO4(5)沸石分子筛ZSM-5沸石,X沸石,Y沸石,B沸石丝光沸石,非沸石分子筛:AlPOSAPO系列(6)杂多酸H3PW12O40,H4SiW12O40,H3PMo12O40(7)阳离子交换树脂苯乙烯-二乙烯基苯共聚物Nafion-H(8)天然粘土矿高岭土,膨润土,蒙脱土(9)固体超强酸SO42-/ZrO2,WO3/ZrO2,MoO3/ZrO2,B2O3二、主题1各类固体酸催化剂的研究近况以下主要是综述了固体超强酸(H0<-11.94)的研究发展状况,包括了单组分固体超强酸催化剂和多组分复合固体酸催化剂的研究。
催化剂的制备及其应用研究

催化剂的制备及其应用研究催化剂是指能够加速化学反应进程的物质,它们与反应物相互作用并对化学反应路径产生影响,从而促使反应物转化成目标产物。
催化剂的设计和制备对许多工业过程和环保领域的研究发展具有非常重要的作用。
本文将从催化剂的制备方法、应用领域和研究方法三个方面来探讨催化剂的制备及其应用研究。
一、催化剂的制备方法催化剂制备方法因其应用领域的不同而不同,下面将介绍几种常用的制备方法:1. 沉淀液相法沉淀液相法是一种简单而常用的方法,它通过化学反应来制备固体催化剂,过程中需要先将溶液中的金属盐还原成金属颗粒,然后经过沉淀、洗涤、干燥等多个步骤,最终形成固体催化剂。
该方法制备的催化剂容易得出高纯度的固体,但其制备过程较为繁琐,需要多次的反应和处理步骤。
2. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法通过将金属盐在溶剂中形成胶态物质,然后通过升高温度使其凝胶化,再将凝胶送入炉中进行热处理,最终形成固体催化剂。
该方法不需要多次的沉淀和洗涤步骤,可以得到均匀、纳米级别的催化剂,但它的缺点是成本较高,需要使用特殊设备和独特的处理步骤。
3. 物理气相沉积法物理气相沉积法是一种将金属颗粒沉积在基底上形成催化剂的方法。
该方法通过将金属盐在气相中加热,制造成气态金属颗粒,并使其在基底上沉积形成薄膜,进而得到固体催化剂。
该方法可以获得高度控制的催化剂,具有高反应活性和选择性,但局限在基底的效应上,对催化剂的制备也需要更为复杂的设备和操作过程。
二、催化剂的应用领域催化剂的应用广泛,不同于传统的物理材料,它们的用途通常在化学反应过程中得到体现。
下面将介绍三种催化剂的应用领域:1. 石油和化学工业石油和化学工业中的许多重要反应过程都需要催化剂的参与。
领域中使用最广泛的催化剂类型为固体酸和固体碱基的催化剂,它们作为反应中的催化剂,能够加速石油中的异构化、氢解、氧化和脱氢反应等。
2. 工业废气净化工业废气净化是环保领域中的一个重要研究领域,利用催化剂进行处理可以减少空气污染。
化工催化剂的制备与应用
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化工催化剂的制备与应用化工催化剂是化学反应中必不可少的关键部分,它能够加速反应速率、改善反应选择性,拓宽反应温度范围等,其应用范围广泛,如石油化工、有机合成、生物医药等。
本文将简要介绍化工催化剂的制备方法以及其应用领域。
制备方法目前,化工催化剂的制备方法主要有物理法、化学法和物理化学法三种。
物理法主要是将不同尺寸、结构和性质的物质混合,制备出多孔介质催化剂,如氧化铝、硅胶等。
化学法则是利用化学反应原理,将所需要的活性组分制备出来,然后将其载于载体上,如纳米金属活性组分催化剂、氧化物活性组分催化剂等。
物理化学法则是将物理法和化学法相结合,制备出性质更加复杂的催化剂体系,如纳米复合催化剂等。
在以上三种主要制备方法中,物理化学法制备的催化剂具有活性组分分散度高、催化效率好等优势,是目前催化剂研究和应用领域最为关注和重要的制备方法。
应用领域化工催化剂通过改变化学反应物和条件,实现对反应速率和选择性的控制,逐渐成为化学工业和生物制药中必不可少的关键技术之一,其应用领域极为广泛。
石油化工石油化工催化剂主要是用于石油加工中,其作用是将原油中的成分分离出来,并进行精制,以获取各种石油产品,如汽油、柴油、航空燃料、润滑油等。
石油加工催化剂的主要成分是贵金属和无机氧化物,其催化作用使得石油用途更加广泛和灵活,有利于提高炼油成品率,提高边际生产效益。
有机合成有机合成催化剂的应用范围极广,其种类有无数之多,如酸催化剂、碱催化剂、金属碳氢化合物催化剂、卤代烃活化剂等等。
在有机反应中,合成催化剂不仅能够加速反应速率,提高反应密度,而且可以调节反应条件,提高反应产率、选择性和纯度,实现绿色化合成。
生物医药生物催化剂也是化工催化剂的重要组成部分,可用于生物制药中,如抗体制备、酶制备、生物质分解等。
此外,与金属催化剂相比,酶催化剂具有生物兼容性好、催化效率高、反应选择性高、环境友好等优点,因此在反应精细化合成、生物传感器、医用材料等领域有广泛的应用。
国内外催化裂化技术的新进展 文献综述
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国内外催化裂化技术的新进展1、国内催化剂技术进展随着我国炼油工业的发展,对催化裂化催化剂的要求也不短变化。
本文介绍一下能进一步提高重油的裂化能力,满足催化裂化原料重质的需求的重油催化剂。
由于我国催化裂化装置重油掺炼水平较高,进而促进了重油催化裂化催化剂的发展。
我国重油催化剂的主要突出表现在:很强的重油裂化能力、良好的抗重金属污染能力、较低的干气和焦化产率以及较低的催化剂单耗。
催化裂化催化剂性能必须满足催化裂化的不同要求,如原料、装置工艺、产物分布、油品质量、环保法规等。
炼厂增效和装置运行需求决定了催化裂化催化剂的性能要求,近年来除了对催化剂的常规要求如满足抗磨损、低价格、目的产品收率高、汽油辛烷值较高等方面的要求外,催化剂在适合加工重油原料、改善油品质量(如汽油烯烃、硫含量)、满足特殊的产品分布需求(如多产柴油、低碳烯烃等)、满足转化和产品需要的催化裂化新工艺相匹配的催化剂以及适应环境保护的需要等方面做了许多工作。
国内石科院、等单位在催化材料的研究以及与催化剂有关的分子筛、基质等材料的开发方面取得了较大的进展。
在渣油FCC催化剂方面注重原位合成分子筛技术、分子筛超稳化改性技术、基质抗重金属技术以及基质孔结构和酸性控制技术等;在降烯烃催化剂方面多采用REUSY沸石或复合沸石作为降烯烃催化剂的活性组分,如RIPP开发了特殊氧化物改进性分子筛表面技术,兰州石化研究院开发了HRSY系列以高稀土超稳Y沸石和超稳稀土Y沸石为主的多元活性组分以及多元活性组分的符合改进性技术;在多产烯烃催化剂方面,注重择形分子筛ZSM—5及其改性技术。
重质原油/含酸原油的加工、向石油化工延伸增加炼油装置效益以及因环保要求提高燃料油产品质量和限制装置污染物排放是今后工作的重点,新的FCC工艺技术的开发主要围绕这些主题进行。
同时一些新的设备,如新型喷嘴、快分、终端设备、气提装置和再生器等都有已经成功地在工业FCC装置使用。
FCC装置是的大型化使得干气的利用具有经济性,而FCC装置加工含氧化物也是一些炼油企业提高效益的有效途径。
催化剂的制备及其在有机合成中的应用研究
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催化剂的制备及其在有机合成中的应用研究催化剂是一种能够在化学反应中加速反应速率,提高反应选择性和效率的物质。
其在有机合成中起着至关重要的作用,颇受研究者们的关注。
那么,催化剂的制备及其在有机合成中的应用研究究竟有哪些值得我们深入探讨呢?一、催化剂的制备催化剂的制备可以分为传统方法和先进方法。
传统方法包括沉淀法、共沉淀法、浸渍法、焙烧法、硅胶法等。
这些方法简单易行,制备出来的催化剂质量较稳定,但缺点是制备成本相对较高,且对环境污染相对较大。
先进方法则包括溶胶-凝胶法、微波辅助法、离子交换法等。
这些方法使用催化剂的前体溶胶,在一定条件下凝胶、成型、干燥并焙烧制备而成,能制备出具有高比表面积和更好的空间结构的催化剂。
同时,这些方法能够降低制备成本和环境污染,更为环保。
据研究表明,具体的催化剂制备方法取决于其结构和应用领域的不同。
一个好的催化剂制备工艺应该能够制备出性能良好、效率高、且可控性好的催化剂。
二、有机合成中的催化剂应用催化剂在有机合成中有着广泛的应用,例如催化剂能够在有机合成反应中提高反应速率和效率,降低反应能量需要,控制反应的选择性,提高反应物的催化活性,等等。
1. 金属催化剂金属催化剂在有机合成中的应用是十分广泛的。
其可被用于羰基、烷化、氧化、还原、酰基化、氨化和乙烯基合成等反应,对研究有机合成反应的催化性质十分有帮助。
同时,金属催化剂对有机合成反应的产物质量和收率也有着很大的影响。
2. 酸性催化剂酸性催化剂,是由酸催化剂或其前体制备而来的,它可以在羰基合成、烯烃异构化和烷基化、环化反应等方面发挥极好的催化作用,常被用于多组分反应、不对称反应和环化反应中。
3. 碱性催化剂碱性催化剂是由碱性催化剂或其前体制备而来的,其可以用于一些具有酸性反应活性的体系,如烘亮酰胺、亮氨酸、癸烯基铝等的钾-乙醇溶液,能够对乙醛醇酸类的酯化、羧化和酰化反应发挥极好的催化作用。
4. 生物催化剂生物催化剂,也称为酶催化剂,可以在常温常压下进行有机合成反应,与传统的化学催化剂相比,其在绿色环保方面也有着很大的优势。
化学工程中的催化剂制备与应用技术
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化学工程中的催化剂制备与应用技术催化剂是化学工程中非常重要的一部分,它能够改变化学反应的速率和选择性。
催化剂在许多工业过程中广泛应用,如石油加工、汽车尾气净化和化学合成等。
本文将讨论催化剂的制备与应用技术。
催化剂的制备涉及底物的选择、载体的设计以及活性组分的负载等方面。
在选择底物时,考虑到反应的特性、催化剂对底物的吸附能力以及活性组分的可用性等因素。
例如,在石油加工中,催化剂的底物通常是石油馏分,不同的馏分含有不同的杂质和碳氢化合物,需要针对性地选择催化剂来实现清洁能源的转化。
载体的设计也是催化剂制备中的关键环节,它能够提供高比表面积和良好的物理和化学稳定性。
常见的载体材料有氧化铝、硅胶和活性炭等。
活性组分的负载也是催化剂制备中的重要部分。
活性组分的选择和负载方法的优化可以显著提高催化剂的活性和寿命。
催化剂的应用技术包括高选择性催化反应和催化剂再生。
高选择性催化反应是指能够在特定条件下选择性地产生特定产物的催化反应。
例如,在有机合成中,催化剂可以在选择性地催化特定的官能团转化,从而实现对有机分子的选择性功能化。
在汽车尾气净化中,催化剂可以有效地将废气中的有害物质转化为无害的物质。
催化剂再生是指将失活的催化剂恢复到活性状态的过程。
催化剂再生技术包括物理和化学方法。
物理方法主要是通过热处理或气体吹扫等方式去除催化剂表面的积碳和杂质。
化学方法则是通过添加还原剂或氧化剂等化学物质来修复催化剂的活性组分。
近年来,新型催化剂的研发成为热门研究领域。
人们希望通过制备新型催化剂来提高反应的速率和选择性。
例如,金属有机框架材料(MOFs) 是一类由有机配体和金属离子通过配位键形成的材料,具有高比表面积和可调控的孔径结构。
MOFs可以作为催化剂的载体,通过调整配体和金属离子的组成来调控催化剂的活性和选择性。
另外,纳米材料的应用也成为催化剂研发的焦点。
纳米材料具有高比表面积和特殊的物理和化学特性,可以显著提高催化剂的活性和选择性。
精细化工过程中催化剂的制备与应用
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精细化工过程中催化剂的制备与应用在精细化工产业中,催化剂是至关重要的元素。
催化剂能够增加化学反应速率,降低反应能量,提高产品产量和品质,从而成为化工生产过程中不可或缺的关键技术之一。
本文将深入探讨催化剂的制备与应用在精细化工生产的重要性。
一、催化剂的制备1.化学制备法化学制备法是一种制备催化剂的常用方法。
该方法主要依赖于制备大规模、一致的催化剂。
其中,先制备出一种可溶性的化合物,然后将其处理成相应的固体催化剂,最后在高温下再进行还原和活化等处理。
2.物理制备法物理制备法是制备催化剂的另一种常用方法。
该方法主要依赖于通过特定的物理过程,制备出具备某些特定性能的催化剂。
其中,牢固地吸附连成一片的Colloidal粘土催化剂多采用物理制备法,能够提供类似于多孔固体的大表面积。
3.生物制备法生物制备法是一种非常独特的制备催化剂的方法。
该方法主要利用生物体自身特殊的代谢过程,形成某些具有催化活性的物质。
生物制备法通常需要匹配合适的微生物、酶等生物体,针对特定的反应合成活性催化剂。
二、催化剂在精细化工中的应用1.合成反应催化剂在丰富的合成反应中扮演着重要的角色。
无论是氢化反应、氧化反应、氨基化反应还是酯化反应,都能通过适当的催化剂来提高反应效率和选择性,获得更好的产物收率和纯度。
2.分离与纯化在精细化工中,催化剂还被广泛应用于分离和纯化过程中。
特别是针对某些具有高分子链的有机物,在分离和纯化过程中往往容易出现组分交错、难以分离等问题,此时使用特定催化剂加以处理,可以在较短的时间内有效分离出想要的物质。
3.金属催化剂的应用金属催化剂是当前精细化工生产中广泛使用的一种催化剂类型。
该类型催化剂具有较高的催化效率和选择性,特别是在某些化学反应中,如复杂有机物的合成、构建碳-碳键、羧基还原和氢化反应等过程。
此外,在能源产业中,金属催化剂也扮演着不可替代的角色。
4.纳米催化剂的应用纳米催化剂是一种新兴的催化剂类型,具有很小的颗粒直径和高比表面积,因此可以在较低的温度下或较短的反应时间内,对化学反应进行高效催化。
化工工艺中的催化剂研发与应用
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化工工艺中的催化剂研发与应用催化剂是化工工艺中不可或缺的重要组成部分。
它们能够提高反应速率、节约能源以及降低生产成本,被广泛应用于石化、制药、化肥、化纤等领域。
本文将重点探讨催化剂的研发过程和应用领域。
一、催化剂的研发过程催化剂的研发过程通常包括以下几个步骤:原料选择、载体制备、活性组分的引入以及催化剂的表征和评价。
首先,原料选择至关重要。
原料的选择应基于反应类型和要求,例如选择氧化反应中的金属氧化物或氧化石墨烯。
其次,载体制备是催化剂研发中的关键步骤之一。
常用的载体材料有氧化铝、硅胶和碳纳米管等。
通过控制载体的形貌、孔隙结构以及化学成分,可以调控催化剂的分散性和稳定性。
接下来,活性组分的引入是催化剂研发的核心。
不同反应需要不同的活性组分,如金属、金属氧化物或有机分子等。
通过物理或化学方法将活性组分引入载体中,可以有效地提高催化剂的活性。
最后,对催化剂进行表征和评价。
表征是指对催化剂微观结构和性质进行分析,如X射线衍射、透射电镜和傅里叶变换红外光谱等技术。
评价是指通过实验考察催化剂在特定反应条件下的催化性能,评价其催化活性和稳定性。
二、催化剂在化工工艺中的应用催化剂在化工工艺中有广泛的应用,下面将从石化、制药、化肥和化纤领域分别进行探讨。
1. 石化领域:石化工艺中常用的催化剂有催化裂化催化剂、烷基化催化剂和氧化剂等。
催化裂化催化剂适用于将石油烃裂解为较小分子量的产物。
烷基化催化剂常用于生产乙烯和丙烯等石化产品。
氧化剂在氧化反应中起到催化剂的作用,如氧化乙烯制甲醛。
2. 制药领域:制药工艺中广泛使用贵金属催化剂和酶催化剂。
贵金属催化剂常用于有机合成反应,如氢化、氧化等。
酶催化剂则具有良好的立体选择性和反应特异性,广泛应用于药物合成和生物催化反应等领域。
3. 化肥领域:化肥工艺中常用的催化剂有氨合成催化剂和氧化铵催化剂。
氨合成催化剂用于合成氨,将氢气和氮气转化为氨气。
氧化铵催化剂则用于氧化铵的生产。
催化剂制备及应用技术研究
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催化剂制备及应用技术研究催化剂是化学反应中高效的催化剂,能提高反应速率和选择性。
催化剂广泛应用于化工和制药工业中,如石油加工、杀虫剂生产等。
在这篇文章中,我们将探讨催化剂制备及应用技术研究的最新进展,以及前景和挑战。
催化剂制备催化剂的制备方法有很多种,包括溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法、高温处理法、均相浸渍法和土壤盐湖法等。
每种方法都有优点和局限性。
使用相应的方法取决于所需的催化剂和反应条件。
溶胶-凝胶法是最常用的一种方法。
这种方法需要在水相或有机溶剂中将催化剂先制成溶胶,然后通过空气干燥、热处理或其他方式凝胶化。
这种方法的优点是在制备过程中催化剂形成了比较稳定的微纳米结构,所以催化活性好、催化剂的分散度高,但其缺点是制备过程比较复杂,需要严格的控制条件。
沉淀法是另一种常用的制备方法。
这种方法是将金属盐或氢氧化物与还原剂混合,并使其沉淀。
然后可以通过高温还原的方式获得最终的催化剂。
其优点是制备过程简单、成本低,但缺点是催化剂的活性低。
水热法是一种利用水的高温和高压来控制催化剂形态的方法。
该方法通常将金属盐和混合物加到水中,加热至150-200°C,然后保持高压环境。
水热法通常产生比较纯净、稳定的物质,但其缺点是对反应条件有较高的要求。
均相浸渍法是另一种制备催化剂的方法。
在这种方法中,催化剂被溶解在液相中,并通过吸附到载体中的方式固定在载体表面。
均相浸渍法可以制备高分散度、高活性的催化剂,但需要耗费较高的成本和较复杂的操作过程。
催化剂应用技术催化剂在许多行业中都有广泛的应用。
例如,在石油加工中,催化剂被用来转化石油中的化学成分,从而获得更高质量的燃料。
在制药工业中,催化剂被用来合成复杂的有机分子,这些分子通常难以合成。
各种使用催化剂的应用技术都十分广泛。
催化剂应用技术也经历了一系列的演变和创新。
例如,纳米催化技术是一种利用金属纳米颗粒作为催化剂的技术。
纳米催化技术具有高效、可重复性和选择性高等优点。
精细化工过程中催化剂的设计与应用研究
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精细化工过程中催化剂的设计与应用研究近年来,随着精细化工行业的蓬勃发展,催化剂的设计与应用研究成为了该领域的热门话题。
催化剂作为一种重要的工业化学品,被广泛应用于化学反应中,能够提高反应速率、改善反应选择性、减少能量消耗等。
本文将探讨精细化工过程中催化剂的设计与应用研究的相关内容。
催化剂的设计是指根据所需的催化反应类型和反应条件,设计催化剂的组成、结构和特性,以实现高效催化反应。
催化剂的设计需要考虑多个因素,包括反应物的性质、反应条件、催化剂的稳定性和可再生性等。
常见的催化剂设计策略包括催化剂担载、活性组分设计、催化剂表面修饰等。
精细化工过程中,催化剂的应用研究主要集中在以下几个方面。
首先,催化剂在精细化工合成过程中的应用。
精细化工合成通常需要高选择性和高收率的催化剂。
例如,铂催化剂在合成有机硅化合物中起到了重要作用。
由于精细化工反应中的反应物通常具有多个官能团,因此需要设计具有高选择性的催化剂,以避免副反应的发生。
其次,催化剂在精细化工中的废水处理中的应用。
精细化工过程中产生的废水含有高浓度的有机物,通过采用催化剂催化氧化反应可以将有机物分解为无害的物质。
例如,过氧化氢被广泛应用于污水处理过程中,通过催化剂的作用可以高效降解有机污染物。
另外,催化剂在精细化工中的催化裂化反应中的应用也十分重要。
催化裂化是将高沸点石油馏分转化为低沸点石油馏分的重要工业过程。
在催化裂化过程中,催化剂能够将长链烃分子断裂成较短链的烃烷和烯烃。
目前,通常采用铂、钴、锡等金属作为催化剂,通过调控反应条件和催化剂性质,实现选择性分解。
此外,催化剂在精细化工领域中的催化加氢反应中也发挥着重要作用。
催化加氢反应是将不饱和化合物通过氢气加成反应转化为饱和化合物的过程。
该反应常用于精细化工合成中,例如酮还原、羰基还原等。
选择合适的催化剂可以提高反应速率和选择性,减少能量消耗。
催化剂的设计与应用研究面临一些挑战。
首先,催化剂的选择需要考虑具体反应类型和条件,因此需要深入了解反应的机理和特点。
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催化氧化处理难降解废水催化剂的应用研究
文献综述
一催化剂研究发展概况
1从国内外该技术目前研究现状及发展趋势来看,该类催化剂的开发向着选择性低、工艺简单、易再生、廉价高效的方向发展。
2 均相催化剂混溶于废水中, 易流失, 且难以回收再生利用;
3非均相催化剂成为该类催化剂研究的重点。
国内外以金属氧化物如氧化镍、氧化锰、氧化钒等为催化剂对高浓度有机废水进行了氧化处理研究, 取得了较好的效果; 但存在金属氧化物难以回收、流失量大等问题;
4负载型或共混催化剂则克服了上述问题。
负载型催化剂使催化剂的活性组分高度分散, 强化了传质过程; 同时载体对有机污染物具有一定的吸附和催化作用, 载体与催化剂良好的协同作用大大提高了催化氧化的效果。
作为催化剂载
体使用的主要有活性炭、γ- Al
2O
3
、粘土、树脂等。
活性炭特殊的石墨型层状微
晶结构, 赋予其丰富的孔结构、比表面积以及结晶缺陷, 其表面大量含氧基团的存在, 尤其是羟基、酚羟基等的大量存在使活性炭不仅具有吸附能力, 而且具有一定的催化氧化和还原作用, 从而使其作为催化剂或催化剂载体被广泛用于石
油化工、印染、医药化工等工业废水处理中。
而γ- Al
2O
3
具有较强的抗热冲击
和抗机械冲击能力, 同活性组分 Cu、Fe 等的协同催化作用佳,作为该方面载体应用的报道也较多。
此外, 以粘土、粉煤灰等为载体的该类催化剂也有少量报道。
而催化剂的活性组分, 出于对催化剂成本的考虑, 国内外的研究主要集中对廉价的过渡金属如 Cu、Fe、Mn、Ni 等; 而对于活性较高的贵金属组分如 Pt、Rh 等, 由于成本较高而相对研究较少。
二针对各种污染废水,国内外催化剂的制备与应用进展如下:
1 催化O
3
氧化
①纺织印染废水
采用以γ-Al
2O
3
为载体,由含稀土元素为主的过渡金属和多种组分混合型
金属元素制备的催化剂,通过催化氧化试验装置,对纺织印染废水的二级处理出水进行中试深度处理研究,反应温度 60~80 ℃;常压处理,废水处理后,COD 和色度去除率可达 80%
张仲燕等以超细γ-Al
2O
3
为载体,在 Cu(NO
3
)
2
溶液中,采用浸渍法制备超细
γ-Al2O3/CuO 催化剂,并将其用于处理含氮染料废水, 发现此催化剂活性高,COD 和色度去除率分别为 77%和 99%。
以沸石作为载体制得的 MnO
2、Fe
2
O
3
、ZnO 、CuO 负载型催化剂, 对臭氧氧
化反应均有催化作用, 其催化效果依次为 M n O
2/ 沸石> Fe
2
O
3
/ 沸石> ZnO/ 沸
石> CuO/ 沸石。
同时, MnO
2
/ 沸石的重复使用率高。
②苯酚废水
用自制的催化剂--活性炭负载金属氧化物(Fe/AC, Cu/AC, Mn/AC)对模拟苯酚废水进行臭氧催化氧化比较,并对影响催化氧化效果的几个因素:不同的活性组成分、初始 COD、反应时间、pH 值进行了分析。
③硝基苯等难降解有机物
采用锰和铁的硝酸盐溶液(金属元素质量 10%)浸渍二氧化硅,Mn: Fe 浓度比 3∶1,在 450℃焙烧 6 小时,在 50℃老化 5 小时,考察了臭氧/Mn-Fe/载体二氧化硅体系中,空气曝气、催化剂的吸附、初始浓度的增加、pH 值等的影响。
在 Mn-Fe 负载二氧化硅催化剂的催化臭氧氧化降解硝基苯过程可能遵循羟基自由基机理。
④抗生素类(甲硝锉MNZ)
采用浸渍法制备Fe,Ni,Ag,Ge四种金属氧化物负载活性炭催化剂,对MNZ,TOC去除率,NiOx/AG催化活性比AG催化臭氧氧化及单独臭氧催化氧化活性都好。
2 催化ClO
2
氧化
①农药废水
以质量分数 8.6%的二氧化氯为氧化剂,投加量为废水总量的 15%~20%,采
用 MnO
2-CuO-CeO
2
-V
2
O
5
组合的催化剂,在 pH 为 3.0~5.0,反应时间为 30 min
时,COD 的去除率>85%,色度去除率>90%。
②印染废水:
以Al
2O
3
为载体, Cu2 +或Ni2 +为活性组分,采用浸渍法制备。
制备过程包括干
燥、浸渍和焙烧。
催化剂制备优化条件为: w(Cu2 +) = 6 % ,焙烧温度500 ℃,
焙烧时间4 h。
用此催化剂进行二氧化氯催化氧化处理活性艳红染料配制废水,COD 去除率达75 % ;催化剂寿命与再生实验表明,该方法在技术与经济上都具有较强实用性。
以活性炭为载体,采用浸渍法制备了活性炭-MnO
2
催化剂,并将其应用于催化氧化降解酸性铬蓝K模拟废水。
对于COD为2418mg/L的原废水,在最佳pH值为
1.2,经1200mg/L二氧化氯和4g活性炭-MnO
2
催化剂催化氧化50min后, COD去除率和脱色率分别为72.0%和87.8%。
3 催化H
2O
2
氧化
①苯胺和对硝基苯胺废水:
自制Fe
3O
4
纳米颗粒为催化剂, 采用催化氧化法处理含苯胺和对硝基苯胺2
种芳胺模拟废水。
通过单因素条件实验分别考察了反应时间、反应温度、pH 值、
催化剂用量及 H
2O
2
的用量等因素的变化对模拟废水中芳胺去除率的影响。
②含酚废水
采用铁基复合金属氧化物Fe-Cu-Sn-Zn-O/γ-Al
2O
3
,催化剂,以γ- Al
2
O
3
为
载体,以H
2O
2
为氧化剂处理低浓度含酚水溶液被证实有处理速度快,处理能力大。
周文俊等考察几种催化剂,发现 Cu/CeO
2
具有最高催化活性COD3000mg/L 左右的含酚废水处理后,COD 降解 97%
③印染废水
Daewon-Pak 等用 Fe/MgO 作催化剂,H
2O
2
作氧化剂,处理染料废水, 处理
后脱色率达 100%,COD 去除率为 30%,提高了废水的可生化性。
④炼油碱渣废水
田凯勋等通过研究活性组分、载体、负载量对催化活性的影响,表明γ-Al
2O 3
负载 10%Mn 催化剂具有较好的催化活性,对炼油碱渣废水 COD 去除92.3%
三实验思路
通过读阅一定量的国内外文献,各种催化氧化法处理难降解废水催化剂的制备与研究,多以多相催化剂为主。
针对不同的有机废水,加入一些廉价金属(Fe,
Cu,Mn,Zn,Ce,Ni等)及其金属氧化物,与不同催化剂负载载体(γ-Al
2O
3,
AC ,二氧化硅,Fe 3 O 4 ,二氧化钛,硅胶,天然矿石等)、无机填料等,通过廉价金属及其氧化物活性组分的改变,载体的类型及添加料的不同选择,制备出不同的催化剂,结合废水处理效果,筛选出高效低廉的催化剂。
1催化剂的制备
① 催化剂载体的选择
适用于催化氧化反应的载体有立体的孔状结构,比表面积大。
常用催化氧化的载体有γ-Al 2O 3,AC ,二氧化硅,F e 3 O 4 ,二氧化钛,硅胶,天然矿石,凹凸棒土等;目前比较新颖的载体炭包裹氧化铝复合型载体;凹凸棒土载体;
② 活性组分的配比混合
利用各种活性廉价金属及其氧化物的复合掺杂,经过浸渍,震荡,煅烧等其他手段,将不同质量分数,不同组分,不同载体复合、洗涤、干燥、成型。
③催化剂的制备条件测试优化
不同制备条件的催化剂对废水降解有不同的影响,催化剂制备过程中利用单因素变量方法确定最适的焙烧温度、焙烧时间、浸渍液浓度。
2 催化剂表征
X 射线衍射仪进行催化剂晶相结构测定,对比不同活性组分的含量对催化剂结构及活性的影响。
3 催化剂的活性评价
催化氧化反应在一定容器中进行,催化剂采用COD 去除率作为评价氧化处理效果的主要指标。
4 催化剂再生实验与使用次数讨论
催化剂随着使用次数的增加,催化剂逐渐失活而使催化效率逐渐下降。
一般固相催化剂多选用热再生法进行再生处理。
操作流程为水洗、干燥、浸渍和焙烧。
5 空白试验的对比
采用与催化氧化相同的实验设备与方法,不加入氧化剂或不加入催化剂,研究其对COD 去除效率的影响;考察单独载体吸附去除COD 影响;
6 催化氧化实验
确定了催化剂制备的焙烧温度、浸渍液浓度,浸渍时间等条件,制取不同活性组分的催化剂。
①对于不同组分的催化剂,针对反应温度、反应时间、原水COD 浓度、pH 、催化剂投加量、氧化剂投加量的影响,采用单因素变量法进行试验,确定各种组分催化剂的最适反应温度、反应时间、原水COD 浓度、pH 、催化剂投加量、氧化剂投加量等条件。
②根据各催化剂的最适反应条件及投加量的确定,在各自最适的反应条件下,对同浓度的废水进行催化氧化实验。
③比较试验结果,选出相对比较经济,比较容易制备,有适用于工业废水处理潜力的催化剂
四 实验材料
1化学原料
根据所选用载体,催化剂的类型确定 2 实验设备
制备催化剂的各种容器、干燥室、高温煅烧箱等;强氧化剂发生器,催化氧化反应器;X 射线衍射仪;。