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2019

负载型催化剂的制备及应用

作者：

负载型催化剂的制备及应用

水处理过程中，通常使用催化剂提高反应效率和水处理效果。比如在臭氧氧化反应中，添加催化剂促进反应体系中生成更多的·OH，矿化水中有机物；在光化学氧化中，添加催化剂促进空穴和自由电子的生成，高效降解有机物分子。
目前，按照反应体系的相态可将催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂，均相催化剂与反应物接触比较充分，但是易随水流流失，不能循环利用；非均相催化剂中的粉末态催化剂在使用过程中回收成本高且存在二次污染不适合大规模地工程化应用；负载活性组分的颗粒态催化剂不会随水流流失，无二次污染且使用寿命长，可循环使用，适合大规模应用及推广。
基于上述条件，我司集中研发人员的力量，初步合成了一种轻质多孔材料作为催化剂载体，相对于工业上常用的沸石载体，该材料价格低廉、性价比较高；相对于硅胶而言，其比表面积较大、无二次污染、机械强度高、选择性能良好，适合工程化应用。对于负载的活性组分，常规多采用贵金属，它具有耐高温、耐腐蚀、稳定性好等优点，但是由于贵金属价格高昂，在工程应用上受到了限制。过渡金属和稀土元素，由于特殊的核外电子结构，易得失电子，具有较强的氧化能力和催化性能，且廉价易得，是作为活性组分的较优材料。
因此，在实验过程中，采用合成的轻质多孔物质为载体，以d轨道未填满电子的过渡金属或稀土金属作为活性组分，经浸渍-干燥-煅烧等过程成功制备了多种负载型催化剂，探究其催化性能的同时对比单一活性组分和多组分对不同废水的适应性能。实验结果表明，负载适量过渡金属和稀土金属的双组分催化剂在使用过程中存在高效、无污染、活性组分不易流失、使用寿命长、适用于水质范围广等优点，可大规模推广应用。

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