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 YANG Jihao;GENG Lili;YE Songshou;XIE Jianrong;ZHANG Nuowei;CHEN Binghui

作者机构：厦门大学化学化工学院福建厦门361005 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2020年第71卷第12期

页      面：5561-5567页

核心收录：

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21673187) 中央高校基本科研业务费专项资金(20720180021) 

主　　题：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 

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。