專利名稱：一種利用鉑廢催化劑制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用鉬廢催化劑制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑的方法。
背景技術(shù)：
鉬族催化劑是石油化工行業(yè)用量較大的一類催化劑。在使用過(guò)程中，由于催化劑表面不斷吸附有機(jī)碳以及金屬燒損、活性組分流失等原因，其催化性能越來(lái)越低，以致無(wú)法使用。為此，我國(guó)每年不可避免地要置換出大量的含鉬和鈀廢催化劑。倘若對(duì)廢催化劑不加處置隨意堆放，不僅要占據(jù)大量場(chǎng)地，而且廢催化劑中的有害物質(zhì)會(huì)破壞環(huán)境。另外，盡管催化劑在使用過(guò)程中某些組分的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和數(shù)量會(huì)發(fā)生變化，但廢工業(yè)催化劑中仍含有大量的有用物質(zhì)，尤其是貴金屬Pt和Pd，可以作為二次資源加以回收利用。開(kāi)展廢催化劑的回收利用，變廢為寶，化害為益，是一個(gè)有廣闊應(yīng)用前景的開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域。在處置化工廢催化劑的現(xiàn)有方案中，回收廢催化劑中的金屬是一種常用做法。鉬族金屬常用的回收方法主要有濕法、火法和氣相揮發(fā)法(劉時(shí)杰，鉬族金屬礦冶學(xué)[M].北京冶金工業(yè)出版社，2001)。然而，貴金屬的回收率通常和所產(chǎn)生的廢液量和環(huán)保成本成正比，并且最后還會(huì)產(chǎn)生大量含有貴金屬的殘?jiān)?，需要一個(gè)綜合考慮貴金屬回收成本和載體的二次利用價(jià)值的資源化處理方案。另外一個(gè)常用的廢催化劑回收利用的常用方法是降級(jí)使用，也就是說(shuō)，雖然催化劑活性已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有要求，但是可以將其再生使之用于其它活性要求較低的反應(yīng)過(guò)程，這樣可以提高催化劑的使用率。專利CN1552521和CN101147865用廢催化劑制備加氫精制催化劑。CN1093734以含鉬廢催化劑回收貴金屬后的廢劑殘?jiān)鼮樵?，?jīng)處理用作CO燃燒的助燃劑。Kim及其合作者對(duì)鈀和鉬廢催化劑[Sang Chai Kim 等，Journal of Hazardous Materials 141 (2007) 305 - 314 ；AppliedSurface Science 256 (2010) 5566 - 5571]進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理化學(xué)預(yù)處理，例如使用酸溶液和氣體(空氣和氫氣)熱處理等活化技術(shù)，然后將這些活化后的廢催化劑用于有機(jī)廢氣的催化燃燒反應(yīng)。然而采用傳統(tǒng)的酸處理或者高溫空氣氧化和氫氣還原，一方面活化效果有限，另一方面容易破壞催化劑的一些微觀結(jié)構(gòu)和造成二次環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述廢催化劑處理的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、條件溫和、投資少、污染低的利用鉬廢催化劑制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種利用鉬廢催化劑制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑的方法，包括以下步驟
步驟一將鉬廢催化劑粉碎、篩分，分散于含有還原劑的溶液中，超聲處理；
步驟二 將步驟一中得到的混合物溶液在常壓下，在2(noo°c回流條件下，劇烈攪拌；步驟三將步驟二中得到的混合物靜置，過(guò)濾，在80 120°C干燥后制得有機(jī)廢氣燃燒催化劑。在上述方法中，所述的鉬廢催化劑是含有鉬的單金屬或多金屬?gòu)U催化劑，其載體是氧化鋁或氧化鋁和氧化硅的復(fù)合物或混和物。鉬含量一般不高于O. 2%。在上述方法中，所述還原劑為硼氫化鈉、甲醛或氫化鈉的一種或多種混合。所述還原劑能在一定范圍內(nèi)對(duì)廢催化劑上已經(jīng)氧化的貴金屬進(jìn)行還原，并達(dá)到較好的效果。在上述方法中，所述還原劑的添加量與鉬廢催化劑鉬含量的摩爾比為1(Γ105 :1。在上述方法中，所述超聲處理的時(shí)間是(Γ3小時(shí)。在上述方法中，所述劇烈攪拌的時(shí)間是I 24小時(shí)。在上述方法中，所述靜置時(shí)間是O 24小時(shí)。在上述方法中，所述干燥時(shí)間是12 24小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明方法以低含量鉬廢催化劑作為制備原料，因此成本低廉。與現(xiàn)有的廢催化劑活化方法相比，本發(fā)明所使用的方法條件溫和，工藝簡(jiǎn)單，并且對(duì)環(huán)境影響小。制備出的催化劑具有活性高和穩(wěn)定性好的優(yōu)良性能。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1
以廢鉬一錫重整催化劑為原料，其鉬含量為O. 2%,按照本發(fā)明方法制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑。將鉬廢催化劑研碎，篩分成粒度為2(Γ200篩目的細(xì)粒。稱取O. 5 g加入至50 mL硼氫化鈉溶液，硼氫化鈉的量與鉬廢催化劑鉬含量的摩爾比為20 :1，超聲O. 5小時(shí)，在25°C回流條件下，攪拌4小時(shí)，靜置20小時(shí)，過(guò)濾，80°C干燥12小時(shí)，即制得有機(jī)廢氣燃燒催化劑。將以上制得的有機(jī)廢氣燃燒催化劑在實(shí)驗(yàn)室小型固定床反應(yīng)裝置上測(cè)定活性。選用微量甲苯在空氣中的燃燒反應(yīng)作為模型反應(yīng)，甲苯的初始濃度是 150 ppm，氣體進(jìn)料空速是30000 mL h—1 g—1。利用氣相色譜測(cè)定反應(yīng)器出口氣體組成并計(jì)算催化劑的氧化活性，以甲苯的轉(zhuǎn)化率作為氧化活性。結(jié)果見(jiàn)表I。實(shí)施例2
以廢鉬一錫重整催化劑為原料，其鉬含量為O. 2%,按照本發(fā)明方法制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑。將鉬廢催化劑研碎，篩分成粒度為2(Γ200篩目的細(xì)粒。稱取O. 5 g加入至50 mL蒸餾水中，并向溶液中加入甲醛溶液(37%-40%，廣州化學(xué)試劑廠)，甲醛的加入量與鉬廢催化劑鉬含量的摩爾比為IO4 :1，在70°C恒溫和回流條件下，攪拌I小時(shí)，過(guò)濾，80°C干燥12小時(shí)，即制得有機(jī)廢氣燃燒催化劑。依照與實(shí)施例1相同操作步驟測(cè)定所制催化劑的氧化活性，結(jié)果見(jiàn)表I。
實(shí)施例3
以廢鉬一錫重整催化劑為原料，其鉬含量為O. 2%,按照本發(fā)明方法制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑。將鉬廢催化劑研碎，篩分成粒度為2(Γ200篩目的細(xì)粒。稱取O. 5 g加入至50 mL蒸餾水中，并向溶液中加入甲醛溶液(37%-40%，廣州化學(xué)試劑廠)，甲醛的加入量與鉬廢催化劑鉬含量的摩爾比為IO4 :1，在90°C恒溫和回流條件下，攪拌I小時(shí)，過(guò)濾，80°C干燥12小時(shí)，即制得有機(jī)廢氣燃燒催化劑。依照與實(shí)施例1相同操作步驟測(cè)定所制催化劑的氧化活性，結(jié)果見(jiàn)表1。
表 I
權(quán)利要求
1.一種利用鉬廢催化劑制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一將鉬廢催化劑粉碎、篩分，分散于含有還原劑的溶液中，超聲處理；步驟二 將步驟一中得到的混合物溶液在常壓下，在2(noo°c回流條件下，劇烈攪拌； 步驟三將步驟二中得到的混合物靜置，過(guò)濾，在80 120°C干燥后制得有機(jī)廢氣燃燒催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的鉬廢催化劑是含有鉬的單金屬或多金屬?gòu)U催化劑，其載體是氧化鋁或氧化鋁和氧化硅的復(fù)合物或混和物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原劑為硼氫化鈉、甲醛或氫化鈉的一種或多種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求量的摩爾比為1(Γ105:所述的方法，其特征在于，所述還原劑的添加量與鉬廢催化劑鉬含
5.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述超聲處理的時(shí)間是(Γ3小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述劇烈攪拌的時(shí)間是I 24小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述靜置時(shí)間是O 24小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述干燥時(shí)間是12 24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用鉑廢催化劑制備有機(jī)廢氣燃燒催化劑的方法，本發(fā)明以低含鉑量鉑廢催化劑為原料，經(jīng)粉碎、篩分、還原性溶液低溫改性處理、過(guò)濾和干燥等步驟制得。催化劑的活性組分為鉑，含量不高于0.2%。在與現(xiàn)有的有機(jī)廢氣燃燒貴金屬催化劑比較時(shí)，本發(fā)明方法以低含量鉑廢催化劑作為制備原料，因此成本低廉。與現(xiàn)有的廢催化劑活化方法相比，本發(fā)明所使用的方法條件溫和，工藝簡(jiǎn)單，并且對(duì)環(huán)境影響小。制備出的催化劑具有活性高和穩(wěn)定性好的優(yōu)良性能。
文檔編號(hào)B01J23/62GK103041809SQ20131000047
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者紀(jì)紅兵, 芮澤寶, 伍尚仁, 陳德一 申請(qǐng)人:中山大學(xué), 廣東匯綠實(shí)驗(yàn)室設(shè)備科技有限公司