一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，該方法主要包括對催化劑前驅物假一水鋁石運用表面原位生長技術進行原位再生，以提高催化劑比表面積和增加孔容；再采用固體堿與催化劑摻雜復配技術制備負載型高分散蒽醌降解物再生催化劑，這不僅可以避免液體活性組分的快速流失，而且靠活性組分與載體的強相互作用使活性氧化鋁的性能長期得以保持，從而成倍提高了蒽醌降解物再生催化劑的使用壽命，并使催化劑長期具有較高的蒽醌降解物再生活性。
【專利說明】一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于新材料制備領域，涉及一種提高催化劑活性的方法，具體涉及一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法。
【背景技術】
[0002]蒽醌法是世界上大規(guī)模制備過氧化氫(H2O2)的主要方法，在該工藝中蒽醌與氫氣反應生成氫蒽醌，然后通過氧氣或空氣氧化使氫蒽醌再轉變?yōu)檩祯瑫r生成過氧化氫。由于副反應的發(fā)生，在工作液中逐漸形成了一些不具備過氧化氫生產能力的降解物，使貴重的有效蒽醌含量不斷降低。目前工業(yè)生產中通常以負載苛性鈉的活性氧化鋁對蒽醌降解物進行再生，因苛性鈉的逐漸流失以及活性氧化鋁不斷減活，再生催化劑的使用壽命很短，一般不超過50天。由于采用低效蒽醌降解物再生催化劑，直接增加了過氧化氫的生產成本，并在過氧化氫行業(yè)中造成每年數以萬噸計的優(yōu)質鋁土資源的浪費，不符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
[0003]堿性活性氧化鋁是目前蒽醌法生產H2O2最常用的蒽醌降解物再生催化劑，通常有條形或球形兩種，盡管堿性活性氧化鋁催化劑對蒽醌降解物具有一定的再生能力，滿足目前的工業(yè)生產要求，但是由于用液堿作用活性組分，不可避免的存在液堿活性組分的快速流失現象，導致再生活性下降迅速，使用壽命短。因此一種新的能克服上述缺陷提高蒽醌降解物催化劑活性的方法稱為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，該方法以氫氧化鋁直接快速脫水為原料，運用表面原位生長技術，采用固體堿與催化劑摻雜復配技術，提高蒽醌法制雙氧水生產流程中的氫化降解物還原再生為有效蒽醌催化劑的活性，使得蒽醌降解還原再生量達到5 g/L以上，使用壽命延長到100天以上。
[0005]本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是:
一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，包括如下步驟:
(1)以含3-8wt%表面吸附水的氫氧化鋁為原料送入干燥塔進行干燥，干燥至表面吸附水含量為0.1-1%后再送入粉碎機粉碎；
(2)將步驟(I)中粉碎后的原料送入快脫爐進行快速脫水得到快脫粉；快脫爐進行快速脫水時灼減控制在5-9wt% ；
(3)將快脫粉與去離子水混合裝進高壓釜中，在溫度為1701:，壓力0.8MPa下進行水熱處理，并保持0-36小時進行自然原位生長得到原粉；去離子水的加入量為快脫粉體積的2倍；
(4)將原粉與固體堿充分混合再加入稀硝酸進行捏合，然后經壓濾機壓濾制成條；固體堿的溶度質量百分含量為l_5wt%，稀硝酸溶度質量百分比含量為5-10Wt%，壓濾制成的條直徑在2-5mm ；
(5)將步驟(4)中壓濾制成的條送入烘房中，在120°C下烘5-20h，然后進行快速焙燒，焙燒溫度為550-600°C，焙燒5-8h，得到Al2O3催化劑，Al2O3催化劑的孔容> 0.55ml/g,比表面積≥180 m2/g，再生活性≥5 g/L。
[0006]本發(fā)明進一步限定的技術方案是:
前述提高蒽醌降解物催化劑活性的方法中，步驟(1)中粉碎后氫氧化鋁的粒度為400-800 目。
[0007]前述提高蒽醌降解物催化劑活性的方法中，步驟(5)中Al2O3催化劑其晶型為Y型，Al2O3催化劑的孔容為:0.55-1.0ml/g ;比表面積為:200-250 m2/g ;再生活性:5-10 g/L0
[0008]前述提高蒽醌降解物催化劑活性的方法中，步驟(5)中的焙燒是在活化爐中進行，活化爐為全自動活化爐，所有控制系統由手動升級為全自動連鎖控制，測溫、測壓和放料系統均實現連鎖，全部由電腦自動控制，杜絕了人為因素的影響。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明提高蒽醌降解物催化劑活性的方法中先將原料含表面吸附水的氫氧化鋁送入干燥塔進行干燥脫水，保證粉碎后的快脫粉干燥且避免粉碎過程中粘連在粉碎機上造成原料的損耗，提聞成本。
[0010](2)本發(fā)明中運用水熱處理與表面原位生長技術相結合對催化劑進行處理，在水熱條件下，粒子進行了原位生長使晶粒增大，從而造成空隙增大，制備出大孔容、高比表面活性氧化鋁。
[0011](3)本發(fā)明中使用固體堿代替液堿作為活性組分并與催化劑采用摻雜復配技術，不僅可以避免液堿活性組分的快速流失現象，而且靠活性組分與載體的強相互作用使活性氧化鋁的性能長期得以保持，從而成倍提高了蒽醌降解物再生催化劑的使用壽命，并使催化劑長期具有較高的蒽醌降解物再生活性。
[0012](4)本發(fā)明步驟(5)的焙燒是在全自動活化爐中進行，代替了目前使用的手動控制活化爐，穩(wěn)定產品質量在蒽醌工作液中長期浸泡不變軟、不粉化；提高氧化鋁活性，增強蒽醌衍生物降解物再生能力，延長了催化劑的使用壽命。
[0013](5)本發(fā)明中制備出的條形催化劑孔容≥0.55 ml/g;比表面積≥180 m2/g;再生活性>5 g/L;使用壽命> 100天，有效抑制了副反應的發(fā)生，不影響雙氧水的生產，降低了雙氧水的生產成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例檢測活化樣品的XRD圖。
[0015]圖2為本發(fā)明所得催化劑與傳統催化劑活性的比較示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明中蒽醌降解物再生催化劑的活性曲線。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
本實施例提供一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，包括如下步驟: (1)以含3被％表面吸附水的氫氧化鋁為原料送入干燥塔進行干燥，干燥至表面吸附水含量為0.5%后再送入粉碎機粉碎；
(2)將步驟(I)中粉碎后的原料送入快脫爐進行快速脫水得到快脫粉；快脫爐進行快速脫水時灼減控制在8wt% ；
(3)將快脫粉與體積為快脫粉體積2倍的去離子水混合裝進高壓釜中在溫度為170°C，壓力0.8 MPa下進行水熱處理，水熱處理12h進行自然原位生長得原粉；
(4)將原粉與溶度質量百分含量為lwt%的固體堿充分混合再加入溶度質量百分比為Swt %的稀硝酸進行捏合，然后經壓濾機壓濾制成直徑為3_的條；
(5)將步驟(4)中的壓濾后的條送入烘房中，在120°C下烘9h，然后在全自動活化爐中進行焙燒，焙燒溫度為550°C，焙燒7h。
[0018]在本實施例中，步驟(I)中粉碎后氫氧化鋁的粒度為600目。
[0019]在本實施例中，經測定步驟(3)中Al2O3催化劑其晶型為Y型，Al2O3催化劑的孔容為:0.56ml/g ;比表面積為:240 m2/g ;再生活性5.8 g/L。
[0020]實施例2
本實施例提供一種提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，包括如下步驟:
(1)以含6wt%表面吸附水的氫氧化鋁為原料送入干燥塔進行干燥，干燥至表面吸附水含量為0.2%后再送入粉碎機粉碎；
(2)將步驟(I)中粉碎后的原料送入快脫爐進行快速脫水得到快脫粉；快脫爐進行快速脫水時灼減控制在5wt% ；
(3)將快脫粉與2倍體積快脫粉的去離子水混合裝進高壓釜中在溫度為170°C，壓力
0.8 MPa下進行水熱處理，水熱處理保持24小時期間進行自然原位生長得到原粉；
(4)將原粉與溶度質量百分含量為3wt%的固體堿充分混合再加入溶度質量百分比為5wt%的稀硝酸進行捏合，然后經壓濾機壓濾制成直徑為4_的條；
(5)將步驟(4)中的壓濾后的條送入烘房中，在120°C下烘15h，然后進行快速焙燒，焙燒溫度為580°C，焙燒5h。
[0021]在本實施例中，步驟(I)中粉碎后氫氧化鋁的粒度為640目。
[0022]在本實施例中，經測定步驟(3)中Al2O3催化劑其晶型為Y型，Al2O3催化劑的孔容為:0.58ml/g ;比表面積為:220 m2/g ;再生活性6.1 g/L。
[0023]實施例3
本實施例提供一種提高蒽醌降解物催化劑活性的方法，包括如下步驟:
(1)以含8wt%表面吸附水的氫氧化鋁為原料送入干燥塔進行干燥，干燥至表面吸附水含量為0.6%后再送入粉碎機粉碎；
(2)將步驟(I)中粉碎后的原料送入快脫爐進行快速脫水得到快脫粉；快脫爐進行快速脫水時灼減控制在6wt% ；
(3)將快脫粉與2倍體積快脫粉的去離子水混合裝進高壓釜中在溫度為170°C，壓力
0.8 MPa下進行水熱處理，水熱處理保持36小時期間進行自然原位生長得到原粉；
(4)將原粉與溶度質量百分含量為5wt%的固體堿充分混合再加入溶度質量百分比為IOwt %的稀硝酸進行捏合，然后經壓濾機壓濾制成直徑為5mm的條；
(5)將步驟(4)中的壓濾后的條送入烘房中，在120°C下烘17h，然后進行快速焙燒，焙燒溫度為600°C，焙燒6h。
[0024]在本實施例中，步驟(1)中粉碎后氫氧化招的粒度為700目。
[0025]在本實施例中，經測定步驟(3)中Al2O3催化劑其晶型為Y型，Al2O3催化劑的孔容為:0.59ml/g ;比表面積為:210 m2/g ;再生活性6.3 g/L。
[0026]實施例檢測:
按實施例2中的步驟進行操作,利用Bruker AXS公司生產的D8 Advance X射線衍射儀在水熱處理時間為O、12、24、36小時的活化樣品進行X射線衍射分析其晶相(電壓40 kV,電流40 mA，掃描速率0.02° s_l)，結果如圖1所示。
[0027]圖1為活化樣品的XRD圖，由圖可知:樣品在2 Θ =37.1 ，39.49° , 45.95°和66.91°處分別出現衍射強度較大的特征峰，與JCPDS標準卡上(10-0425)的Y -Al2O3相一致，說明樣品經焙燒后，晶相為Y-A1203。這些樣品結構演化特點可以從其衍射峰寬化上看出，隨著衍射峰的半峰寬的降低，伴隨著晶粒尺寸的增大，可由Scherrer公式計算Y -Al2O3在(640)面上的晶粒尺寸大小,見表1。
[0028]表1 不同水熱處理時間下活化樣品的晶粒尺寸
【權利要求】
1.一種提高蒽醌降解物催化劑活性的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)以含3-8wt%表面吸附水的氫氧化鋁為原料送入干燥塔進行干燥，干燥至表面吸附水含量為0.1-1%后再送入粉碎機粉碎； (2)將步驟(1)中粉碎后的原料送入快脫爐進行快速脫水得到快脫粉；所述快脫爐進行快速脫水時灼減控制在5-9wt% ； (3)將快脫粉與去離子水混合裝進高壓釜中，在溫度為1701:，壓力0.8MPa下進行水熱處理，并保持0-36小時進行自然原位生長得到原粉；所述去離子水的加入量為快脫粉體積的2倍； (4)將原粉與固體堿充分混合再加入稀硝酸進行捏合，然后經壓濾機壓濾制成條；所述固體堿的溶度質量百分含量為l_5wt%，稀硝酸溶度質量百分比含量為5-10Wt%，壓濾制成的條直徑在2-5mm ； (5)將步驟(4)中壓濾制成的條送入烘房中，在120°C下烘5-20h，然后進行快速焙燒，焙燒溫度為550-600°C，焙燒5-8h，得到Al2O3催化劑，所述Al2O3催化劑的孔容> 0.55ml/g，比表面積≥180 m2/g，再生活性≥5 g/L。
2.如權利要求1所述的提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，其特征在于，所述步驟(1)中粉碎后氫氧化招的粒度為400-800目。
3.如權利要求1所述的提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，其特征在于，步驟(5)中Al2O3催化劑其晶型為Y型，Al2O3催化劑的孔容為:0.55-l.0ml/g;比表面積為:200-250 m2/g ;再生活性:5-10 g/L。
4.如權利要求1所述的提高蒽醌降解物再生催化劑活性的方法，其特征在于，步驟(5)中的焙燒是在活化爐中進行，所述的活化爐為測溫、測壓和放料系統均實現連鎖的全自動活化爐。
【文檔編號】C01B15/023GK103706346SQ201310736807
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權日:2013年12月27日
【發(fā)明者】李國印, 俞杰 申請人:江蘇晶晶新材料有限公司