0, LHSV 为 2h \ H202 (mg/L) : COD (mg/L) = 1. 0， 在90°C下反应120h。实验结果表明，用所制备的Nd/煤质活性炭催化剂低温常压下催化 湿式过氧化氢氧化处理难降解煤气化废水时，C0D的去除率可达55%，T0C的去除率达到 50 %，说明Nd/煤质活性炭催化剂具有良好的催化活性。
[0036] 实施例4 :
[0037] ①配制0. 036mol/L的硝酸镨溶液1L ;
[0038] ②在常温常压下，将250g煤质活性炭浸渍于硝酸镨溶液中，并以5mL/min速率滴 加25wt%氨水溶液，以80r/min进行搅拌至溶液pH为9 ;
[0039] ③将样品在80°C老化12h，制得负载量为4%的Pr/煤质活性炭催化剂；
[0040] ④连续反应评价条件：初始 pH 为 5. 0, LHSV 为 2h \ H202 (mg/L) : COD (mg/L) = 0· 7， 在60°C下反应60h。实验结果表明，用所制备的Pr/煤质活性炭催化剂低温常压下催化湿式 过氧化氢氧化处理难降解煤气化废水时，C0D的去除率可达50%，T0C的去除率达到46%， 说明Y/煤质活性炭催化剂具有良好的催化活性。
[0041] 实施例5:
[0042] ①配制0· 5L含有的硝酸铈（0· 036mol/L)、硝酸镨（0· 036mol/L)混合溶液；
[0043] ②在常温常压下，将250g煤焦油活性炭浸渍于硝酸镧溶液中，并以4mL/min速率 滴加25wt%氨水溶液，以40r/min进行搅拌至溶液pH为10 ;
[0044] ③将样品在120°C老化12h，制得负载量为2% Ce-2% Pr/煤焦油活性炭催化剂；
[0045] ④连续反应评价条件：初始 pH 为 6· 0, LHSV 为 0· 5h \ H202 (mg/L) : COD (mg/L)= 0. 7,在90°C下反应240h。实验结果表明，用所制备的Ce-Pr/煤焦油活性炭催化剂低温常 压下催化湿式过氧化氢氧化处理难降解煤气化废水时，C0D的去除率可达80%，T0C的去除 率达到72%，说明Ce-Pr/煤焦油活性炭催化剂具有良好的催化活性。
[0046] 实施例6 :
[0047] ①配制1L含有的硝酸镧（0· 018mol/L)、硝酸钕（0· 017mol/L)混合溶液；
[0048] ②在常温常压下，将250g煤焦油活性炭浸渍于硝酸镧溶液中，并以3mL/min速率 滴加25wt%氨水溶液，以40r/min进行搅拌至溶液pH为9 ;
[0049] ③将样品在120°C老化12h，制得负载量为1 % La-1 % Nd/煤焦油活性炭催化剂；
[0050] ④连续反应评价条件：初始 pH 为 7. 0, LHSV 为 lh \ H202 (mg/L) : COD (mg/L) = 1. 0， 在90°C下反应120h。实验结果表明，用所制备的La-Nd/煤焦油活性炭催化剂低温常压下 催化湿式过氧化氢氧化处理难降解煤气化废水时，C0D的去除率可达60%，T0C的去除率达 到55%，说明La-Nd/煤焦油活性炭催化剂具有良好的催化活性。
[0051] 实施例7:
[0052] ①配制0· 5L的硝酸铺（0· 018mol/L)、硝酸镧（0· 018mol/L)混合溶液；
[0053] ②在常温常压下，将250g椰壳炭浸渍于硝酸铈溶液中，并以5mL/min速率滴加 25wt%氨水溶液，以30r/min进行搅拌至溶液pH为10 ;
[0054] ③将样品在100°C老化12h，制得负载量为1 % Ce-1 % La/椰壳炭催化剂；
[0055] ④连续反应评价条件：初始 pH 为 7. 0, LHSV 为 0· 5h \ H202 (mg/L) : COD (mg/L)= 1.0, 在80°C下反应240h。实验结果见图1。由图1可知，用所制备的Ce-La/椰壳炭催化剂 低温常压下催化湿式过氧化氢氧化处理难降解煤气化废水时，C0D的去除率达68%，T0C的 去除率达65 %，说明Ce-La/椰壳炭催化剂具有良好的催化活性。
[0056] 实施例8 :
[0057] ①配制1L的硝酸铺（0· 018mol/L)、硝酸镧（0· 018mol/L)混合溶液；
[0058] ②在常温常压下，将250g椰壳炭浸渍于硝酸铈溶液中，并以2mL/min速率滴加 25wt%氨水溶液，以60r/min进行搅拌至溶液pH为10 ;
[0059] ③将样品在120°C老化48h，制得负载量为2% Ce-2% La/椰壳炭催化剂；
[0060] ④连续反应评价条件：初始 pH 为 5. 0, LHSV 为 0· 5h \ H202 (mg/L) : COD (mg/L)= 1.0, 在80°C下反应240h。实验结果见图1。由图1可知，用所制备的Ce-La/椰壳炭催化剂 低温常压下催化湿式过氧化氢氧化处理难降解煤气化废水时，C0D的去除率达81 %，T0C的 去除率达76 %，说明Ce-La/椰壳炭催化剂具有良好的催化活性。
[0061] 实施例结果小结：
[0062]
[0063] 结论：
[0064] 本发明以多种活性炭为载体，低温负载稀土金属La、Ce、Pr和Nd以提高其活性， 制备出一种具有较大比表面积、高活性、高稳定性的活性炭基催化剂。实验证明，以该活性 炭为催化剂处理含有多种高浓度有机污染物的煤气化废水，在80°C常压体系中催化活性较 好，2% Ce-2% La/椰壳炭催化剂的C0D去除率最高可达80%以上，T0C去除率可达75%以 上，且运行240h后活性仍可基本保持不变。此外，1 % La-1 % Nd/煤焦油炭及1 % Ce-1 % La/椰壳炭等催化剂虽然有机物去除率约为50-70%，但可在中性体系中得到较好的运用， 工程中可节省酸化成本。本发明有利于研究煤气化废水的无害化、资源化处理及回用，并对 建立相应的示范工程具有重要的科学及应用意义。
【主权项】
1. 一种改性活性炭催化剂，其特征在于：以果壳、煤、煤焦油浙青或柞木中的一种或二 种以上为原料制备成的活性炭为载体，以La203、Ce02、Pr60n和Nd203中的一种或二种以上为 活性成分，该催化剂中稀土元素负载量为0. 5~5wt. %。2. -种权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于： (1) 配制0. 004~0. 180mol/L的稀土元素的前驱体溶液0. 5~2L; (2) 将250g活性炭浸渍于前驱体溶液中，以1~5mL/min速率滴加10~25wt%氨水 溶液，同时以20~100r/min进行搅拌至溶液pH为8~10 ; (3) 将反应体系在80~120°C老化2~48h，制得稀土元素掺杂改性的活性炭催化剂。3. 按照权利要求2所述催化剂的制备方法，其特征在于：稀土元素的前驱体为各稀土 元素的硝酸盐或氯化盐中的一种或二种。4. 一种权利要求1所述催化剂在催化湿式过氧化氢氧化处理煤气化废水中的应用。5. 按照权利要求4所述的应用，其特征在于： 所述催化剂用于处理煤气化废水的连续反应条件为：常压，废水初始pH:3~7,反应温 度：40 ~90°C，H202(mg/L) :C0D(mg/L) = 0· 4 ~1. 0,空速：0· 5 ~2h\
【专利摘要】一种改性活性炭催化剂及其制备和应用，催化湿式过氧化氢氧化技术处理煤气化废水催化剂及其制备和应用，属于水处理技术和环境功能材料领域。煤气化废水是煤的气化工艺中产生的副产物，其中含有多种高浓度污染物，包括大量的酚、氨、硫化物、氰化物和焦油等，可生化性很差。本发明以活性炭为载体，低温负载稀土金属La、Ce、Pr和Nd以提高其活性，制备出一种具有较大比表面积、高活性、高稳定性的活性炭基催化剂，在80℃常压体系中运行240h后活性仍可基本保持不变。这有利于研究煤气化废水的无害化、资源化处理及回用，并对建立相应的示范工程具有重要的科学及应用意义。
【IPC分类】C02F1/72, B01J23/10
【公开号】CN105268425
【申请号】CN201410342776
【发明人】孙承林, 王亚旻, 卫皇曌, 刘培娟, 蒋文天, 于永辉
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月17日