CN101804362A - 一种用于磷化氢多相氧化催化剂的微波合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于磷化氢多相氧化催化剂的微波合成方法，属于工业废气净化处理技术领域。本发明的方法是，将硝酸盐溶解于蒸馏水中，配成金属离子溶液；载体先进行预处理，然后搅拌下浸渍在金属离子溶液中，过滤得到滤饼，再烘干；将烘干的滤饼置于微波合成仪中进行合成，得到催化剂产品。本合成方法方便快捷，所制备的催化剂可明显提高过氧化氢溶液对磷化氢的吸收效率，催化剂稳定性较好，无杂质，用量较少，并可重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于磷化氢多相氧化催化剂的微波合成方法，属于工业废气净化处理技术领域。
背景技术
在黄磷生产中会产生一种由元素磷、粉尘杂质和水组成的废渣-泥磷。为了回收泥磷中的磷，研究表明采用泥磷与碱液反应制取次磷酸钠是一种有效的治理手段，其反应温度不高，能源消耗不大，并且次磷酸钠作为一种还原剂，广泛地应用于化学镀、电镀、机械、食品加工等行业，具有较高的经济附加值。但这种治理方法将使泥磷中约20％的磷单质转化为磷化氢进入到尾气中，若不对其进行处理，则会引起大气污染。
磷化氢无色、有大蒜气味。如混有少量聚磷化氢可自燃，浓度达到一定程度时可发生***，磷化氢具有强还原性，能与许多氧化剂还原反应，如KMnO4、I2。磷化氢有剧毒性，当磷化氢浓度为10mg·m-3时，人体接触6h可有中毒症状。浓度为409～846mg·m-3时，接触0.5～1.0h可致死。国内外净化磷化氢的方法很多，主要分为干法和湿法两种。各种净化方法的选择根据废气的性质及来源而定，对于浓度低、总量少的磷化氢废气常采用吸附法；对于浓度高、总量大的常采用吸收氧化法回收其中的磷资源。
泥磷制取次磷酸钠产生的磷化氢废气浓度较高，适合用吸收氧化法处理此废气，采用过氧化氢溶液作为吸收液，使尾气中的磷化氢被氧化成次磷酸钠，从而增加次磷酸钠产品的产量，资源得到合理利用。但是实际应用中发现，用过氧化氢吸收磷化氢尾气，由于其反应速度较慢，使吸收效率偏低。因此，必须加入催化剂来加快反应速度，提高吸收效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于磷化氢多相氧化催化剂的微波合成方法，合成技术方便快捷，所制备的催化剂可明显提高过氧化氢溶液对磷化氢的吸收效率，催化剂稳定性较好，无杂质，用量较少，并可重复使用。
本发明通过以下技术方案实现：将硝酸盐溶解于蒸馏水中，配成金属离子溶液；载体先进行预处理，然后搅拌下浸渍在金属离子溶液中，过滤得到滤饼，再烘干；将烘干的滤饼置于微波合成仪中进行合成，得到催化剂产品。
本发明的具体技术方案是：
(1)硝酸盐采用的是硝酸铁、硝酸铜、硝酸锌、硝酸银、硝酸铈中的任一种，配成的金属离子溶液浓度为0.01～1mol/L；(2)载体为粒度40～180目的粉状沸石、硅藻土、活性炭、活性氧化铝、稻壳灰中的任一种；(3)载体按质量比1∶5～30加入配制好的金属离子溶液中浸渍；(4)微波合成功率为80～1000W、处理时间5～30min，然后经筛分得到催化剂。
载体预处理时先在0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡1小时，然后用蒸馏水反复洗涤，再用0.1mol/L的HCl溶液浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤，最后用蒸馏水浸泡1小时，过滤后在105～130℃下烘干12h；载体浸渍是在常温下搅拌4～6小时，然后浸渍18～20小时，最后过滤，得到滤饼再烘干1～3小时。
本发明具有以下优点：
(1)加入本发明的催化剂，过氧化氢溶液对磷化氢的吸收效率明显提高；
(2)微波合成的催化剂稳定性较好，以固态加入，不带入其它杂质；
(3)采用微波合成技术方便快捷，催化剂用量较少，并可重复使用。
本发明使用浸渍微波合成法制备催化剂。微波合成技术具有易于均匀成核、合成迅速、微晶细小均匀、形态控制容易和能源效应明显等优点。
附图说明：
图1为发明催化剂制备的工艺流程图；
图2为发明磷化氢多相催化氧化工艺流程图；
图3为发明实例1的吸收效果图；
图4为发明实例2的吸收效果图；
图5为发明实例3的吸收效果图。
具体实施方式：
实例1：将硝酸铈溶解在蒸馏水中，配成铈离子浓度为0.01mol/L的溶液；将粒径为180目的4A沸石，在0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤多次，再用0.1mol/L的盐酸溶液浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤多次，最后用蒸馏水浸泡1小时，过滤后在105℃下烘干12小时；经过预处理后，按照固液质量比1∶5投加入配制好的溶液中，常温下搅拌4小时以上，浸渍20小时，然后过滤；将烘干后的滤饼置于微波合成仪中，微波功率80W、加热30min，筛分得到180目的催化剂；将制得的催化剂以质量比1∶200加入过氧化氢溶液中。制备次磷酸钠时反应釜的物料为泥磷10.07g(含磷量45.1％)、碱液115mL(含氢氧化钠7.24g、氢氧化钙1.45g)；载气为氮气，流速为20mL/min；洗气液选用85％浓磷酸100mL；吸收液为5％的过氧化氢溶液100mL，并用氢氧化钠溶液调节吸收液pH值为14。
过氧化氢溶液对磷化氢的吸收效果见图3，吸收6h后次磷酸钠产量为0.8159g，磷的转化率为263.27％。
实例2：将硝酸铁溶解在蒸馏水中，配成铁离子浓度为0.5mol/L的溶液；将粒径为110目的硅藻土，在0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤多次，再用0.1mol/L的盐酸溶液浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤多次，最后用蒸馏水浸泡1小时，过滤后在118℃下烘干12小时；经过预处理后，按照固液质量比1∶18投加入配制好的溶液中，常温下搅拌5小时以上，浸渍19小时，然后过滤；将烘干后的滤饼置于微波合成仪中，微波功率540W、处理18min，筛分得到110目的催化剂；将制得的催化剂以质量比1∶100加入过氧化氢溶液中。制备次磷酸钠时反应釜的物料为泥磷9.98g
(含磷量45.2％)、碱液115mL(含氢氧化钠7.20g、氢氧化钙1.44g)；载气为氮气，流速为20mL/min；洗气液选用85％浓磷酸100mL；吸收液为6％的过氧化氢溶液100mL，并用氢氧化钠溶液调节吸收液pH值为13。
过氧化氢溶液对磷化氢的吸收效果见图4，吸收6h后次磷酸钠产量为0.8021g，磷的转化率为26.00％。
实例3：将硝酸铜溶解在蒸馏水中，配成铜离子浓度为1mol/L的溶液；将粒径为40目的活性炭，在0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤多次，再用0.1mol/L的盐酸溶液浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤多次，最后用蒸馏水浸泡1小时，过滤后在130℃下烘干12小时；经过预处理后，按照固液质量比1∶30投加入配制好的溶液中，常温下搅拌6小时以上，浸渍18小时，然后过滤；将烘干后的滤饼置于微波合成仪中，微波功率1000W、处理5min，筛分得到40目的催化剂；将制得的催化剂以质量比1∶100加入过氧化氢溶液中。制备次磷酸钠时反应釜的物料为泥磷9.99g(含磷量45.2％)、碱液115mL(含氢氧化钠7.20g、氢氧化钙1.44g)；载气为氮气，流速为20mL/min；洗气液选用85％浓磷酸100mL；吸收液为6％的过氧化氢溶液100mL，并用氢氧化钠溶液调节吸收液pH值为13。
过氧化氢溶液对磷化氢的吸收效果见图5，吸收6h后次磷酸钠产量为0.7694g，磷的转化率为24.94％。
Claims (3)
1.一种用于磷化氢多相氧化催化剂的微波合成方法，其特征是：将硝酸盐溶解于蒸馏水中，配成金属离子溶液；载体先进行预处理，然后搅拌下浸渍在金属离子溶液中，过滤得到滤饼，再烘干；将烘干的滤饼置于微波合成仪中进行合成，得到催化剂产品。
2.按权利要求1所述的用于磷化氢多相氧化催化剂的微波合成方法，其特征是：(1)硝酸盐采用的是硝酸铁、硝酸铜、硝酸锌、硝酸银、硝酸铈中的任一种，配成的金属离子溶液浓度为0.01～1mol/L；(2)载体为粒度40～180目的粉状沸石、硅藻土、活性炭、活性氧化铝、稻壳灰中的任一种；(3)载体按质量比1∶5～30加入配制好的金属离子溶液中浸渍；(4)微波合成功率为80～1000W、处理时间5～30min，然后经筛分得到催化剂。
3.按权利要求2所述的用于磷化氢多相氧化催化剂的微波合成方法，其特征是：载体预处理时先在0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡1小时，然后用蒸馏水反复洗涤，再用0.1mol/L的HCl溶液浸泡1小时，浸泡后用蒸馏水反复洗涤，最后用蒸馏水浸泡1小时，过滤后在105～130℃下烘干12h；载体浸渍是在常温下搅拌4～6小时，然后浸渍18～20小时，最后过滤，得到滤饼再烘干1～3小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100818 |