一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂

技术领域

本发明涉及高浓度有机废水快速处理领域，特别涉及用于超临界高效催化氧化高浓度有 机废水的催化剂制备与应用。

背景技术

高浓度有机废水主要来源于造纸、皮革、食品以及化工等行业，其有机物含量一般达到 2000mg/L，有的甚至达到几万。针对高浓度废水，目前常用的处理技术为:高级氧化法、电 化学氧化、膜处理法、焚烧处理等。由于该类型废水具有高盐、高有机物含量的特点，一般 的生化处理技术无法完全降解这些有机污染物。电化学法、膜分离法处理达标需要费用较高， 且对进水具有较严格的要求，因而新技术的开发具有很大的发展前景

超临界水氧化(SCWO)技术是在超临界条件(T＝374℃，P＝22.1MPa)

综合稀土元素对分子筛活性组分以及载体性能的综合能力及价格，选择Yb作为改性元 素，催化剂活性成分采用V

发明内容

本发明的目的是利用分子筛多孔结构赋予的巨大的比表面积，为活性组分提供更大的接 触面，提高催化剂的催化效率，然后利用元素改性以及掺杂后具有多种金属元素的特性，同 时结合五种以上元素形成的高熵陶瓷具备的特性，提高载体的稳定性以及使用耐久等。

本发明的技术原理：利用分子筛在超临界环境中的稳定性，以及其良好的孔隙结构以及 笼状结构，赋予的富裕的巨大的活性位点接触面,其中要求SiO

本发明的技术方案：利用浸渍烧结稳定法使用稀土Yb改性分子筛，将活性成分V

步骤(1)将ZSM-5分子筛使用蒸馏水进行清洗，并进行烘干称重；

第一阶段：ZSM-5分子筛为圆形结构，SiO

步骤(2)将Yb(NO

第二阶段：分子筛质量为与Yb(NO

步骤(3)称取一定量的偏钒酸铵和钨酸铵，将偏钒酸铵及钨酸铵溶于热水中，并滴加 少量单乙醇胺，充分搅拌至；充分溶解，称取一定量的TiCl

第三阶段：偏钒酸铵质量为2g：钨酸铵质量为6g：TiCl

步骤(4)将改性后的分子筛浸在前驱液中，水浴搅拌，烘干后在马弗炉中恒温焙烧。 焙烧稳定后自然冷却，用蒸馏水进行洗涤，烘干称重；

第四阶段：水浴设定稳定为80℃，水浴时间为6h，烘干温度为80℃，焙烧温度800℃， 焙烧时间为12h；

本发明的有益效果是：提高了催化剂的活性位点接触面积，使催化活性大大增加，再通 过稀土改性，增加了催化剂的稳定性与强度，同时五种以上元素氧化物形成的高熵陶瓷使催 化剂在保证高效性的同时拥有良好的耐久性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂表示稀土改性 后分子筛(ZSM

图2为本发明一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂表示稀土改性 后分子筛(ZSM

图3为本发明一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂在制备催化剂 SEM图和制备催化剂TEM图。

图4为本发明一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂为制备催化剂 EDS能谱图。

图5为本发明一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂在各参数对分 子筛催化剂去除COD交互响应面图。

图6为本发明一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂在各参数对分 子筛催化剂去除NH

图7为本发明一种用于超临界催化氧化高浓度有机废水的分子筛催化剂在模型预测去 除率与实验误差关系。

具体实施方式

具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析

改性载体的制备：采用浸渍烧结稳定法改性分子筛。取一定数量的SiO

活性组分的附着：按称取偏钒酸铵和钨酸铵，将偏钒酸铵溶于热水中，并滴 加少量单乙醇胺，充分搅拌至；充分溶解，称取一定量的TiCl

表1：催化剂组分

催化剂超临界催化性能分析

设定基础参数在温度为420℃、压力为26MPa、反应时间为:60s、过氧比为2，使用响应面分析软件分析温度、压力、时间与过氧比对COD、NH

表2设计因数编码及水平

表3：COD、NH

对COD以及NH

表4 COD/NH

对COD数据进行分析拟合得到的回归方程为：

R

模型的F值为5.23，P值等于，该模型显著，由模型可知在由催化剂条件下的COD去除率的影响因数中：温度>时间>过氧比>压力。当F值小于0.05时为显著项，故而其中显著项为x

对NH

R

模型的F值为11.31，模型P值小于0.0001，该模型显著，由模型可知在由催化剂条件 下的COD去除率的影响因数中：温度>时间>过氧比>压力。其中显著项为x

2.4分子筛催化剂RSM模型验证

分子筛催化剂条件下模型比较结果如表5所示。

表5分子筛催化剂RSM模型比较

可以看出，预测值和试验值之间的误差全部不超过1％，说明模型可以准确有效的预测 分子筛催化剂V