一种促进化工废气中甲氟膦酸异丙酯转化的催化剂制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种促进化工废气中甲氟膦酸异丙酯转化的催化剂制备方法，属于化工废气处理领域。
【背景技术】
[0002]化工废气是指在化工生产中由化工厂排出的有毒有害的气体，严重污染环境和影响人体健康随着经济的发展。化工等重工业发展迅速，各地化工企业不断涌出，随之而来的空气污染问题也日益为人们所重视，由此而产生的甲氟膦酸异丙酯也成为行业发展的其中一个制约因素，而为了保持企业的可持续发展，减少环境污染、提高企业经济和社会效益，对化工废气进行深度处理不容置疑。目前处理化工废气甲氟膦酸异丙酯的方法很多，比如废气转换它将废气通过含化学物质的水淋塔转换为废水，再处理废水，水淋塔造价较高，会产生水污染，是大多企业采用方案，因为水污染由污水处理公司处理，属于浪费型废气处理方式。废气吸附，通过活性炭化学改性，有针对性吸附，减少对外排放量，是国内运用较多的低成本废气治理方法，但由于活性炭容易饱和，需要定期更换，运行成本较高。还有蓄热式氧化法通过加热陶瓷，让有机气体通过蓄热燃烧室进行燃烧，达到去除的目的。这种方法虽然运行费用低，但设备重量大，维护保养困难，需在特定的高温高压下降解，易产生二次污染。以上所述的方法中，一种经过水淋塔转换为废水然后在处理，一种是通过活性炭有针对吸附，一种通过进行蓄热燃烧去除，它们有的运行成本高、易产生二次污染、设备维护困难，有的去除率低、占地面积多，不能满足化工企业的需要，严重影响企业的可持续发展。为了解决去除率低、成本高、易产生二次污染的问题，发明了一种促进化工废气中甲氟膦酸异丙酯转化的催化剂制备方法，实现了在常温条件下把甲氟膦酸异丙酯马上分解转化的效果，去除率达到99%以上，为化工企业的快速发展提供了强有力的保证。
【发明内容】
[0003]针对上述方法中所存在的运行成本高、去除率低、易产生二次污染等问题，提供一种促进化工废气中甲氟膦酸异丙酯转化的催化剂制备方法。本发明通过载体液处理、浸渍液配制、浸渍、干燥、焙烧形成蜂窝状的多种贵金属的催化剂再溶化还原的方法进行化工废气处理，成本低、甲氟膦酸异丙酯去除率高，避免了二次污染问题。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
(1)载体预处理:按重量份数比计，取10份凹凸棒土、20份膨润土、30份蛭石，加入10-15份海波石、20-40份明矾；同时按质量比加入与混合物质量比为1:3的水混合均匀，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体；
(2)浸渍液配置:按质量浓度比计，配成质量浓度分别为5?8g/L硝酸铅，2?3g/L氯化钴，4?6g/L氰化金，10?13g/L硝酸镍，5?8g/L环戊二酸和I?2g/L草酰乙酸溶液；
(3)浸渍:按着载与体与浸渍液等体积比为1:1.5浸渍12?24小时； (4)干燥、焙烧:在通氮气条件下干燥于105°C烘箱中干燥4?6小时；在负压为
0.3MPa、温度为800°C~ 850°C条件下焙烧1.5?3.0小时，然后在负压为0.3?0.5MPa常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂；
(5)活化还原:在氮气保护条件下，于800°C?900°C条件下通入氢气还原，同时煅烧6?12小时，即可。
[0005]所述蜂窝状含多种贵重金属的催化剂中各物质的含量以氧化物质量百分比计，20?32g氧化铅，8?24g氧化钴，16?24g氧化金，40?52g氧化镍。
[0006]本发明制备的催化剂应用方法为:
将得到的催化剂安置在降解甲氟膦酸异丙酯气体的圆柱形池器内，安装厚度为2?4cm，每隔28cm安放一层，直至池顶。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)实现了催化剂在常温条件下把化工废气中的甲氟膦酸异丙酯直接分解的效果，无需特定条件下的高温高压，节约了成本；
(2)可直接把化工废气中的甲氟膦酸异丙酯还原成二氧化碳、水等物质，对环境不会造成二次污染；
(3)针对化工废气中气体的情况，选择了以铅、钴、金和镍为主的催化剂，针对性强，去除率高。
【具体实施方式】
[0008]制备方式
先对载体预处理:按载体预处理:按重量份数比计，取10份凹凸棒土、20份膨润土、30份蛭石，加入10-15份海波石、20-40份明矾；同时按质量比加入与混合物质量比为1:3的水混合均匀，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体；接着配置浸渍液:按质量浓度比计，配成质量浓度分别为5?8g/L硝酸铅，2?3g/L氯化钴，4?6g/L氰化金，10?13g/L硝酸镍，5?8g/L环戊二酸和I?2g/L草酰乙酸溶液；然后按着载与体与浸渍液等体积比为1:1.5浸渍12?24小时；再在通氮气条件下干燥于105°C的烘箱中干燥4?6小时；在负压为0.3MPa、温度为800°C?850°C条件下焙烧1.5?3.0小时，然后在负压为0.3?
0.5MPa常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂；最后在氮气保护条件下，于800°C?900°C条件下通入氢气同时煅烧6?12小时还原，即可。
[0009]应用方法
将得到的催化剂安置在降解甲氟膦酸异丙酯气体的圆柱形池器内，安装厚度为2?4cm，每隔28cm安放一层，直至池顶。
[0010]实例I
先对载体预处理:按载体预处理:按重量份数比计，取10份凹凸棒土、20份膨润土、30份蛭石，加入13份海波石、27份明矾；同时按质量比加入与混合物质量比为1.5:4.5的水混合均匀，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体；接着配置浸渍液:按质量浓度比计，配成质量浓度分别为6g/L硝酸铅，2.5g/L氯化钴，4.5g/L氰化金，llg/L硝酸镍，7g/L环戊二酸和1.5g/L草酰乙酸溶液；然后按着载与体与浸渍液等体积比为2:3浸渍18小时；再在通氮气条件下干燥于105°C的烘箱中干燥5小时；在负压为0.3MPa、温度为830°C条件下焙烧2.0小时，然后在负压为0.4MPa常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂；最后在氮气保护条件下，于850°C条件下通入氢气同时煅烧8小时还原，上述蜂窝状含多种贵重金属的催化剂以氧化物质量计为24g氧化铅、Ilg氧化钴、18g氧化金、47g氧化镍；将得到的催化剂安置在降解甲氟膦酸异丙酯气体的圆柱形池器内，安装厚度为2cm，每隔28cm安放一层，直至池顶；使用该方法处理化工废气中的甲氟膦酸异丙酯，废气中的甲氟膦酸异丙酯浓度从1.7mg/m3降低到0.0lmg/m3以下，去除率达到99%以上；实现常温条件下化工废气中的甲氟膦酸异丙酯马上分解转化成C02、H20等物质。
[0011]实例2
先对载体预处理:按载体预处理:按重量份数比计，取10份凹凸棒土、20份膨润土、30份蛭石，加入10份海波石、30份明矾；同时按质量比加入与混合物质量比为1:3的水混合均匀，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体；接着配置浸渍液:按质量浓度比计，配成质量浓度分别为8g/L硝酸铅，3g/L氯化钴，6g/L氰化金，13g/L硝酸镍，8g/L环戊二酸和2g/L草酰乙酸溶液；然后按着载与体与浸渍液等体积比为1:1.5浸渍24小时；再在通氮气条件下干燥于105°C的烘箱中干燥6小时；在负压为0.3MPa、温度为850°C条件下焙烧3.0小时，然后在负压为0.5MPa常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂；最后在氮气保护条件下，于900°C条件下通入氢气同时煅烧12小时还原，上述蜂窝状含多种贵重金属的催化剂以氧化物质量计为20g氧化铅、18g氧化钴、16g氧化金、52g氧化镍；将得到的催化剂安置在降解甲氟膦酸异丙酯气体的圆柱形池器内，安装厚度为4cm，每隔28cm安放一层，直至池顶；用该方法处理化工废气中的甲氟膦酸异丙酯，废气中的甲氟膦酸异丙酯浓度从2.7mg/m3降低到0.01g/m3以下，去除率达到99%以上；实现常温条件下化工废气中的甲氟膦酸异丙酯马上分解转化成C02、H2O等物质。
[0012]实例3
先对载体预处理:按载体预处理:按重量份数比计，取10份凹凸棒土、20份膨润土、30份蛭石，加入15份海波石、25份明矾；同时按质量比加入与混合物质量比为2:6的水混合均匀，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体；接着配置浸渍液:按质量浓度比计，配成质量浓度分别为5g/L硝酸铅，2g/L氯化钴，4g/L氰化金，10g/L硝酸镍，5g/L环戊二酸和lg/L草酰乙酸溶液；然后按着载与体与浸渍液等体积比为3:4.5浸渍12小时；再在通氮气条件下干燥于105°C的烘箱中干燥4小时；在负压为0.3MPa、温度为800°C条件下焙烧1.5小时，然后在负压为0.3MPa常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂；最后在氮气保护条件下，于800°C条件下通入氢气同时煅烧6小时还原，上述蜂窝状含多种贵重金属的催化剂以氧化物质量为计为26g氧化铅、9g氧化钴、17 g氧化金、48g氧化镍将得到的催化剂安置在降解甲氟膦酸异丙酯气体的圆柱形池器内，安装厚度为3cm，每隔28cm安放一层，直至池顶；用该方法处理化工废气中的甲氟膦酸异丙酯，废气中的甲氟膦酸异丙酯浓度从1.9mg/m3降低到0.01mg/m3以下，去除率达到99%以上；实现常温条件下化工废气中的甲氟膦酸异丙酯马上分解转化成C02、H2O等物质。
【主权项】
1.一种促进化工废气中甲氟膦酸异丙酯转化的催化剂制备方法，其特征在于: (1)载体预处理:按重量份数比计，取10份凹凸棒土、20份膨润土、30份蛭石，加入10?15份海波石、20?40份明矾；同时按质量比加入与混合物质量比为1:3的水混合均匀，经烘干、粉碎、研磨成粉末，作为吸附剂载体； (2)浸渍液配置:按质量浓度比计，配成质量浓度分别为5?8g/L硝酸铅，2?3g/L氯化钴，4?6g/L氰化金，10?13g/L硝酸镍，5?8g/L环戊二酸和I?2g/L草酰乙酸溶液； (3)浸渍:按着载与体与浸渍液等体积比为1:1.5浸渍12?24小时； (4)干燥、焙烧:在通氮气条件下干燥于105°C烘箱中干燥4?6小时；在负压为0.3MPa、温度为800°C~ 850°C条件下焙烧1.5?3.0小时，然后在负压为0.3?0.5MPa常温条件下迅速冷却干燥，即可得到蜂窝状含多种贵重金属的催化剂； (5)活化还原:在氮气保护条件下，于800°C?900°C条件下通入氢气还原，同时煅烧6?12小时，即可。2.根据权利要求1所述的一种促进化工废气中甲氟膦酸异丙酯转化的催化剂制备方法，其特征在于:所述蜂窝状含多种贵重金属的催化剂中各物质的含量以氧化物质量百分比计，20?32g氧化铅，8?24g氧化钴，16?24g氧化金，40?52g氧化镍。
【专利摘要】本发明涉及了一种促进化工废气中甲氟膦酸异丙酯转化的催化剂制备方法，属于化工废气处理领域。通过载体液处理、接着浸渍液的配制，然后再进行浸渍、干燥、焙烧、活化还原，制得蜂窝状的多种贵重金属的催化剂，催化剂主要由铅、钴、金和镍等重金属组成。将得到的催化剂处理废气中的甲氟膦酸异丙酯，废气中的甲氟膦酸异丙酯浓度从1.7～2.7mg/m3降低到0.01mg/m3以下，去除率达到99％以上。实现常温条件下化工废气中的甲氟膦酸异丙酯分解转化成CO2、H2O等，大大节约了成本，避免了二次污染。
【IPC分类】B01J23/89, B01D53/86, B01D53/72
【公开号】CN104998656
【申请号】CN201510278543
【发明人】郭迎庆, 盛艳花
【申请人】常州大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年5月27日