催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用

・防治技术・

催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用

李启良,陈建林

(南京大学环境学院,江苏南京　210093)

摘　要:催化氧化法是处理难降解有机废水的一项重要的新技术。在对化学氧化法的不断改进中,逐步发展出湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法。不同的氧化方法所用的催化剂不相同,有机化合物的种类和结构不同,催化剂与氧化剂之间存在匹配问题,因此对催化剂要进行筛选评价。

关键词:废水处理;催化氧化;催化剂

中图分类号:X703.5;O643.36 文献标识码:A 文章编号:1004-695X(2003)02-0034-03

R evie w on Selection of C atalysis in C atalytic Oxidation

LI Qi2liang,CHE N Jian2lin

(School o f the Environmental,Nanjing Univer sity,Nanjing,Jiangsu210093,China)

Abstract:The treatment of organic wastewater with catalytic oxidation methods is a totally new technology.The paper introduces the progress in the selection of catalysts in the treatment of organic wastewater with four basic catalytic oxidation methods(wet catalytic oxida2 tion,photo catalytic oxidation,hom ogeneous catalytic oxidation and heterogeneous catalytic oxidation).The different kinds and different compositions of organic wastewater should be treated with different catalytic oxidation method,s o it is necessary to study on catalysts match2 ing with different oxidants in treating with specific organic wastewater.

K ey w ords:Wastewater treatment;Catalytic oxidation;Catalysts review

对有机化工行业每天排放大量有机废水的处理中,催化氧化法具有独有的优势而成为研究的重点。该法不仅可以改善废水的可生化降解性,在物化和生化处理之间架设了一座桥梁,而且可以作为单独处理工艺来应用,是废水处理的一项新技术,国内外已进行了广泛深入的研究。其中,研究较多的是寻找新型、高效、稳定性好、成本低廉的催化剂。

在对化学氧化法不断改进的过程中,逐步发展了湿式催化氧化等方法[1]。不同的氧化方法应用的催化剂不相同,而且由于氧化催化剂具有选择性,有机化合物的结构和种类不同以及催化剂与氧化剂存在匹配问题,因此要对催化剂进行筛选评价。催化剂一般分为光敏化半导体材料、过渡金属盐及其氧化物和复合氧化物四大类(表1)。在形态上可分为均相和非均相两种;从催化剂的组成又分贵金属和非贵金属两种。作者将分别作评述,并简介催化作用的机理。

1　湿式催化氧化催化剂

湿式催化氧化技术始于20世纪70年代。它

表1　催化氧化法常用催化剂[2]

类　别催化剂

金属盐

PCl2,RuCl3,RbCl3,IrCl4,K2PtO4,NaAuCl4,NH4ReO4,

AgNO3,Na2CrO7,Cu(NO3)2,CuS O4,C oCl2,NiS O4,

FeS O4,MnS O4,ZnS O4,SnCl2,Na2CO3,Cu(OH)2,

Cu(Ⅱ),CuCl2,FeCl2,CuS O4-(NH4)2S O4,MnCl2,

Cu(BF4)2,Mn(AC)2

氧化物

W O3,V2O5,M oO3,Z rO4,T aO2,Nb2O5,H fO2ΠOsO4,CuO,

Cu2O,C o2O3,NiO,Mn2O3,CeO2,SnO2,Fe2O3

复合

氧化物

CuO-Al2O3,MnO2-Al2O3,CuO-S iO2,CuO-ZnO-

Al2O3,RuO2-CeO2,RuO2-Al2O3,RuO2-Z rO2,RuO2

-T iO2,Mn2O3-CeO2,Rh2O-CeO2,PtO-CeO2,IrO2-

CeO2,PdO-T iO2,C o3O4-BiO(OH),C o3O4-CeO2,

C o3O4-BiO(OH)-CeO2,C o3O4-BiO(OH)-Ln2O3,

CuO-ZnO,“OG”,SnO2-Sb2O4,SnO3-M oO3,Fe2O3-

Sb2O4,SnO2-FeO3,Fe2O3-Cr2O3,Fe2O3-P2O5,Cu-

Mn-Fe氧化物,Cu-Mn氧化物,Cu-Mn-Zn氧化

物,C o-Mn-Zn氧化物,C o-Cu氧化物,Cu-Mn-C o

氧化物

光敏化

半导体T iO2,ZnO,CdS,W O3,Fe2O3

是在高温高压和催化剂作用下,使氧化剂迅速反应分解出活性基团(自由基),进而氧化分解有机物,

最终产物为C O

2

,H2O及N2等无害物质。其技术的关键是研制高氧化活性、高稳定性的催化剂。

收稿日期:2002-12-13;修订日期:2003-02-18

作者简介:李启良(1973—),男,湖北黄岗人,南京大学在读硕士研究生,主要研究废水处理技术与资源化。

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第16卷　第2期污染防治技术2003年6月