一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明专利技术的湿式氧化催化剂以镍铁水滑石为载体，以贵金属Pt为活性组分；所述贵金属Pt处于富电子状态；所述活性组分的质量为载体质量的0.001～1％。本发明专利技术提供的催化剂中Pt处于富电子状态，有利于氧的活化和传递，因此，Pt在用量极低的情况下便能够促进甲醛的氧化，从而提高催化剂的催化活性，降低催化剂的工作温度，不但降低了催化剂的生产成本，而且由于工作温度低还降低了除甲醛的成本。实施例的结果表明，本发明专利技术的湿式氧化催化剂在室温条件下甲醛去除率最高可达100％，TOC去除率在93％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
甲醛是一种具有广泛用途的化工原料，但在其生产和利用过程中会产生大量含甲醛的废水，甲醛的存在不仅破坏水体生态环境，而且危害人类健康。目前处理甲醛废水的技术主要有：1、物理方法，如高温燃烧法、吸附法、石灰法和离子交换法等；2、生物方法，如厌氧法和好氧法；3、化学法，如芬顿试剂氧化法、光催化法和催化湿式氧化法等。一般而言，物理法不仅去除率低，而且存在运转费用高和二次污染等缺陷。生物方法对于高浓度的废水较不适用，因为高浓度的废水会使得微生物的活性降低，从而降低处理效果，同时增加了处理成本。化学法不仅适用范围广，而且可以处理不同浓度的废水，因而得到广泛的研究和应用。催化湿式氧化剂技术可更有效去除废水中的甲醛，但现有较为有效的催化剂贵金属含量高，且对甲醛的去除率仍需进一步提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用，本专利技术的湿式氧化催化剂在贵金属用量极低的情况下能够高效去除甲醛。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种湿式氧化催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体包括镍铁水滑石，所述活性组分包括贵金属Pt；所述贵金属Pt处于富电子状态；所述活性组分的质量为载体质量的0.001～1％。优选的，所述活性组分的质量为载体质量的0.0015～0.8％。本专利技术提供了上述方案所述湿式氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：将二价镍盐、三价铁盐、沉淀剂和水混合，得到混合溶液；调整所述混合溶液的pH值为8～10，将调整pH值后的混合溶液进行水热反应，将所述水热反应得到的固体产物依次进行干燥和煅烧，得到镍铁水滑石载体；将所述镍铁水滑石载体、Pt前驱体和水混合，得到混合料液；所述Pt前驱体中Pt的质量为镍铁水滑石载体质量的0.001～1％；将所述混合料液与还原剂水溶液混合，进行还原反应，将所述还原反应的产物进行固液分离、固体产物干燥，将所得干燥物在氢气氛围中焙烧，得到湿式氧化催化剂。优选的，所述二价镍盐为硝酸镍或氯化镍；所述三价铁盐为硝酸铁或氯化铁；所述沉淀剂为尿素或氯化铵，所述二价镍盐、铁盐和沉淀剂的摩尔比为(1～5):(0.5～2):(4～10)。优选的，所述水热反应的温度为50～150℃，时间为15～24h。优选的，所述煅烧的温度为200～600℃，时间为2～10h。优选的，所述Pt前驱体为氯铂酸；所述还原剂水溶液中的还原剂为硼氢化钠或水合肼；所述还原剂水溶液的浓度为0.001～0.1mol/L；所述还原剂水溶液中的还原剂与Pt前驱体的摩尔比为(1.1～2.0)：1。优选的，所述焙烧的温度为100～200℃，时间为2～10h。本专利技术提供了上述方案所述湿式氧化催化剂或上述方案所述制备方法制备得到的湿式氧化催化剂在处理含甲醛废水中的应用。优选的，所述应用的方法包括以下步骤：将所述湿式氧化催化剂和含甲醛废水混合，向所得混合体系中通入氧气进行氧化反应；所述氧化反应的温度为常温。本专利技术提供了一种湿式氧化催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体包括镍铁水滑石，所述活性组分包括贵金属Pt；所述贵金属Pt处于富电子状态；所述活性组分的质量为载体质量的0.001～1％。本专利技术提供的催化剂中Pt处于富电子状态，有利于氧的活化和传递，因此，Pt在用量极低的情况下便能够促进甲醛的氧化，从而提高催化剂的催化活性，提高甲醛去除效果，同时降低催化剂的工作温度，不但降低了催化剂的生产成本，而且由于工作温度低还降低了除甲醛的成本。实施例的结果表明，本专利技术的湿式氧化催化剂在室温条件下甲醛去除率可达100％，TOC去除率在93％以上。此外，本专利技术所制备的催化剂因含有铁和镍，因而具有较强的磁性，在处理甲醛废水后便于回收，可极大的降低生产成本。本专利技术所制备的催化剂还具有优良的循环性能，在处理甲醛废水的过程中，循环5次后催化剂活性保持稳定，甲醛去除率基本不变，适合工业化过程。附图说明图1为实施例1制备的0.0025Pt/LDHs(pre)催化剂中Pt的4f轨道XPS表征图；图2为实施例4制备的0.0025Pt/LDHs(pre)催化剂中Pt的4f轨道XPS表征图。具体实施方式本专利技术提供了一种湿式氧化催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分，所述载体包括镍铁水滑石，所述活性组分包括贵金属Pt；所述贵金属Pt处于富电子状态；所述活性组分的质量为载体质量的0.001～1％。在本专利技术中，所述活性组分的质量优选为载体质量的0.0015～0.8％，更优选为0.002～0.75％，进一步优选为0.0025～0.7％。在本专利技术中，所述活性组分位于载体的表面；所述活性组分以富电子的单质Pt的形式存在。在本专利技术中，所述贵金属Pt在4f7/2轨道的结合能小于71.2eV，在本专利技术的实施例中，具体为70.4eV或70.0eV。在本专利技术中，所述镍铁水滑石中镍和铁的摩尔比优选为(1～5)：(0.5～2)，更优选为3:1。本专利技术提供的催化剂中Pt处于富电子状态，有利于氧的活化和传递，因此，Pt在用量极低的情况下便能够促进甲醛的氧化，从而提高催化剂的催化活性，降低催化剂的工作温度，能够在室温下催化甲醛的高效氧化。本专利技术提供了上述方案所述湿式氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：将二价镍盐、三价铁盐、沉淀剂和水混合，得到混合溶液；调整所述混合溶液的pH值为8～10，将调整pH值后的混合溶液进行水热反应，将所述水热反应得到的固体产物依次进行干燥和煅烧，得到镍铁水滑石载体；将所述镍铁水滑石载体、Pt前驱体和水混合，得到混合料液；所述Pt前驱体中Pt的质量为镍铁水滑石载体质量的0.001～1％；将所述混合料液中与还原剂水溶液混合，进行还原反应，将所述还原反应的产物进行固液分离、固体产物干燥，将所得干燥物在氢气氛围中焙烧，得到湿式氧化催化剂。在本专利技术中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。本专利技术将二价镍盐、三价铁盐、沉淀剂和水混合，得到混合溶液。在本专利技术中，所述二价镍盐优选为硝酸镍或氯化镍；所述三价铁盐优选为硝酸铁或氯化铁；所述沉淀剂优选为尿素或氯化铵。在本专利技术中，当所述二价镍盐或三价铁盐对应的物质还存在水合物时，本专利技术所述二价镍盐或三价铁盐还包括其对应的水合物。在本专利技术中，所述二价镍盐、三价铁盐和沉淀剂的摩尔比优选为(1～5)：(0.5～2):(4～10)，更优选为3:1:7.5。本专利技术对所述水的用量没有特殊要求，能够将二价镍盐、三价铁盐和沉淀剂完全溶解即可。在本专利技术中，将二价镍盐、三价铁盐、沉淀剂和水混合的过程优选为：将二价镍盐和三价铁盐溶于水中，得到第一溶液；将沉淀剂溶于水中，得到第二溶液；将所述第一溶液和第二溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿式氧化催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分，其特征在于，所述载体包括镍铁水滑石，所述活性组分包括贵金属Pt；所述贵金属Pt处于富电子状态；所述活性组分的质量为载体质量的0.001～1％。/n

【技术特征摘要】
1.一种湿式氧化催化剂，包括载体和负载在所述载体上的活性组分，其特征在于，所述载体包括镍铁水滑石，所述活性组分包括贵金属Pt；所述贵金属Pt处于富电子状态；所述活性组分的质量为载体质量的0.001～1％。


2.根据权利要求1所述的湿式氧化催化剂，其特征在于，所述活性组分的质量为载体质量的0.0015～0.8％。


3.权利要求1或2所述湿式氧化催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将二价镍盐、三价铁盐、沉淀剂和水混合，得到混合溶液；
调整所述混合溶液的pH值为8～10，将调整pH值后的混合溶液进行水热反应，将所述水热反应得到的固体产物依次进行干燥和煅烧，得到镍铁水滑石载体；
将所述镍铁水滑石载体、Pt前驱体和水混合，得到混合料液；所述Pt前驱体中Pt的质量为镍铁水滑石载体质量的0.001～1％；
将所述混合料液与还原剂水溶液混合，进行还原反应，将所述还原反应的产物进行固液分离、固体产物干燥，将所得干燥物在氢气氛围中焙烧，得到湿式氧化催化剂。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二价镍盐为硝酸镍或氯化镍；所述三价铁盐为硝酸铁或氯化铁；所述沉淀剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秉辉，刘宁，张诺伟，蔡凡，叶松寿，谢建榕，郑进保，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35