稳定高效Ru/TiO2-ZrO2催化剂处理苯酚磺酸废水

• 作者: 杨霁豪 耿莉莉 叶松寿 谢建榕 张诺伟 陈秉辉
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 催化湿式氧化 复合氧化物载体 苯酚磺酸废水 稳定性 无害化处理
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 催化、动力学与反应器
• 页码范围: 5561-5567
• 页数: 6页
• 分类号: TQ032
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200407

摘要

催化湿式氧化（CWAO）技术可高效处理有机废水，但现有催化剂的性能，尤其是其稳定性距工业应用还有很大差距。利用ZrO2对TiO2载体进行掺杂调变，研制出了具有良好稳定性的Ru/TiO2-ZrO2催化湿式氧化催化剂。结果表明， Ru/TiO2催化剂在进行连续5次催化湿式氧化降解苯酚磺酸（phenolsulfonic acid，PSA）废水的反应后，总有机碳（total organic carbon，TOC）转化率由99.1%降低至65.3%；而Ru/TiO2-ZrO2催化剂在Ti/Zr质量比为9∶1~7∶3范围内，能表现出优良的反应性能，在连续5次反应后， TOC转化率稳定保持在90%以上。X射线仪衍射（XRD）、N2吸脱附（BET）、X射线扫描微探针电子能谱仪（XPS）、氢气程序升温还原（H2-TPR）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）表征结果表明：ZrO2能够进入TiO2的晶格，TiO2-ZrO2固溶体的生成阻止了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。另外，ZrO2的调变加强了Ru与载体的相互作用，有效抑制了活性金属Ru的流失。稳定的载体结构和良好的抗流失性能是Ru/TiO2-ZrO2催化剂具有优良反应性能的主要原因。