(中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心 黑龙江省大庆市 163714)
摘要：进行对工业废水的处理阶段采用催化湿式氧化的手段具有较为广阔的发展空间，此种类型的废水处理方式中铜系催化剂作为工程应用方向社会中展开了相对较为广泛的研究。本篇文章主要是对催化湿式氧化机理和铜系催化剂的制备手段以及各类型的铜系催化剂的研究分析。
关键词：工业废水；铜系；催化剂；催化湿式氧化
前言
近些年来石油化工领域发展相对较快，并且进入水体化工合成物质在数量方面以及种类都存在大幅度的增加。现阶段大多数的工业废水内的有机物浓度相对较高并且成分方面也相对较为复杂，同时该部分物质存在一定的危害性以及很难做到进行有效的分解。因此对于该部分废水来讲对其利用传统形势的处理方式所起到的降解效率相对较低，甚至部分物质很难实现有效的降解。对于湿式催化氧化手段来讲其实近些年来在进行高浓度废水过程中具有相对较为高效的一种技术手段同时其还具有一定的环保性，同时该种废水处理技术是对传统技术的有效升级和增强。对于湿式催化氧化技术来讲其可以将工业废水予以有效的处理其关键的因素便在于催化剂的使用，该该方面使用的催化剂通常可以分为贵金属系列以及铜系和稀土系三种类型。对于此三种类型的催化剂来讲，铜系催化剂在活性方面相对较高同时具有较高的经济效益，因此在湿式氧化过程中对其应用相对较多。
一、关于催化湿式氧化催化反应机理的介绍
对于催化湿式氧化来讲其属于多相催化反应，该反应属于相对较为复杂的表面化学吸附现象。根据多相催化反应历程假设理论来讲其通常情况下至少关联到三个过程，其中包括催化剂对反应物质的化学方面的吸附过程和催化剂表面吸附之后进行中间产物的有效转化的过程以及反应产物的脱离过程。对于铜系催化剂来讲其具有较强的催化活性，因为铜的化学性质上对于电子的得失相对较为容易从而使得其能够稳定地产生吸附作用以及脱附作用。在吸附的过程中主要表现有在液相中的有机物还有氧化剂扩散吸附在催化剂的表面。在表面反应的过程中被吸附的有机物质还有氧化剂在催化剂的表面产生催化氧化反应造成的二氧化碳或者小分子氧化产物以及水。对于脱附作用中其反应生成的二氧化碳或者小分子氧化产物以及水由催化剂表面进行脱附，进而扩散至液相中。
二、关于氧化剂的制备
通过向过量的碳酸钠溶液中滴入具有一定浓度的硝酸铜、硝酸镍、硝酸铁以及硝酸铝以及硝酸锌的溶液并且进行适当的搅拌。然后经过12个小时的老化，再进行真空抽滤，然后在使用去离子水对沉淀的物质进行反复的洗涤，将沉淀五中的钠离子进行完全的脱离。把产生的固体形态的沉淀物进行1小时的有效干燥然后焙烧便能够取得复合型催化剂。
三、关于湿式催化氧化处理炼油废水
将炼油废水置于反应釜中并且将制备好的催化剂一同放入，通过加压反应釜实验装置，将其温度以及氧气压力设置到一定的范围然后进行间歇性的处理。对于废水中的COD的测定应当采用国标重铬酸钾法进行测定。
四、关于铜系氧化剂稳定性的分析
在催化湿式氧化反应过程中铜系催化剂具有相对较高的活性，该方面是经过大量的相关科学研究发现以及论证的，然而对于催化剂中Cu2+的溶出情况对于工程应用方面产生了一定程度的限制。相关学者通过研究发现，对于铜系非均相催化剂Cu2+的溶出通常情况下存在酸性溶出以及反应性溶出的情况，对于反应体系酸度的控制能够对非均相催化剂酸性溶出情况展开有效的控制，并且相关学者觉得经过对其他组分制备复合型催化剂予以添加或者对制备手段进行有效的优化能够一定程度上改善溶出方面的情况。并且在进行对催化剂的制备阶段其进行焙烧的温度环境对于催化剂的稳定性以及活性等方面存在着相对较为紧密的联系。在制备的过程中温度如果过低的话将会造成CuO晶粒迁移能量上的不足，同时在分布上均匀程度相对较低。如果温度相对过高CuO将会使得其余载体产生化学反应从而影响催化剂的活性。设定合适的温度进行催化剂的制备能够有效的提高催化剂的分散程度同时还可以确保催化剂的活性和稳定性并且能够有效的减少Cu2+的溶出问题。
五、关于催化剂性能评价
进行相关的研究从而对催化剂的性能进行有效的评价。把200毫升炼油废水以及1克的催化剂同时置于反应釜内，将其温度设置到240摄氏度、氧气分压为1.8MPa的环境下反应一个小时，从而展开对复合催化剂Cu-Ni-Fe-Mn，Cu-Ni-Al-Zn，Cu-Ni-Al-Mn，Cu-Al-Zn-Fe，Cu-Al-Fe-Mn，Cu-Ni-Zn-Fe氧化降解炼油污水的效果进行有效的观察。在不加入其它催化剂的情况下，炼油废水的COD所产生的变化相对较小；一旦在其中添加进其它催化剂以后，炼油废水内的COD在去除方面有有着相对较为明显的变化，其去除率有了一定程度的提升。在此六中催化剂里面，铜系催化剂的湿式催化所产生的的效果相对较好，对于废水内的COD去除率可以达到九成以上，所以利用铜系催化剂湿式催化氧化处理炼油废水有着相对较好的效果。
结束语
随着近些年来精细化工业得到了快速的发展，并且产生了大量的具有高浓度并且降解度相对较低的有机污染物的工业废水。对于该类型的废水的传统的处理方法主要是使用的高级氧化的手段展开预处理以及结合生化手段，然而该手段对于降解难度相对较大的污染物，降解程度相对较低甚至无法达到降解。针对该种COD浓度相对较高的并且具有有害物质的高有机物难生化降解的废水，采用湿式氧化法可以有效地提高有机物降解的效率同时对于反应时间也有一定程度的缩短并且反应的温度以及压强得到一定程度的降低，从而降低了设备腐蚀的影响。极大程度的控制了设备制造的投入以及设备运行的资源方面的消耗。所以催化湿式氧化的发展方向成性价比较高、广谱高校的催化剂。
参考文献：
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作者简介：赵檀（1982-12），男，汉族，籍贯：黑龙江省哈尔滨市，当前职称：工程师，学历：硕士，研究方向：加氢催化剂与加氢工艺