專利名稱：一種用于磷化氫多相氧化催化劑的微波合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于磷化氫多相氧化催化劑的微波合成方法，屬于工業(yè)廢氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在黃磷生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生一種由元素磷、粉塵雜質(zhì)和水組成的廢渣_泥磷。為了回 收泥磷中的磷，研究表明采用泥磷與堿液反應(yīng)制取次磷酸鈉是一種有效的治理手段，其反 應(yīng)溫度不高，能源消耗不大，并且次磷酸鈉作為一種還原劑，廣泛地應(yīng)用于化學(xué)鍍、電鍍、機(jī) 械、食品加工等行業(yè)，具有較高的經(jīng)濟(jì)附加值。但這種治理方法將使泥磷中約20%的磷單質(zhì) 轉(zhuǎn)化為磷化氫進(jìn)入到尾氣中，若不對(duì)其進(jìn)行處理，則會(huì)引起大氣污染。磷化氫無(wú)色、有大蒜氣味。如混有少量聚磷化氫可自燃，濃度達(dá)到一定程度時(shí)可發(fā) 生爆炸，磷化氫具有強(qiáng)還原性，能與許多氧化劑還原反應(yīng)，如KMn04、I20磷化氫有劇毒性，當(dāng) 磷化氫濃度為IOmg ·πΓ3時(shí)，人體接觸6h可有中毒癥狀。濃度為409 846mg ·πΓ3時(shí)，接觸 0.5 l.Oh可致死。國(guó)內(nèi)外凈化磷化氫的方法很多，主要分為干法和濕法兩種。各種凈化 方法的選擇根據(jù)廢氣的性質(zhì)及來(lái)源而定，對(duì)于濃度低、總量少的磷化氫廢氣常采用吸附法； 對(duì)于濃度高、總量大的常采用吸收氧化法回收其中的磷資源。泥磷制取次磷酸鈉產(chǎn)生的磷化氫廢氣濃度較高，適合用吸收氧化法處理此廢氣， 采用過(guò)氧化氫溶液作為吸收液，使尾氣中的磷化氫被氧化成次磷酸鈉，從而增加次磷酸鈉 產(chǎn)品的產(chǎn)量，資源得到合理利用。但是實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，用過(guò)氧化氫吸收磷化氫尾氣，由于 其反應(yīng)速度較慢，使吸收效率偏低。因此，必須加入催化劑來(lái)加快反應(yīng)速度，提高吸收效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于磷化氫多相氧化催化劑的微波合成方法，合成技術(shù) 方便快捷，所制備的催化劑可明顯提高過(guò)氧化氫溶液對(duì)磷化氫的吸收效率，催化劑穩(wěn)定性 較好，無(wú)雜質(zhì)，用量較少，并可重復(fù)使用。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)將硝酸鹽溶解于蒸餾水中，配成金屬離子溶液； 載體先進(jìn)行預(yù)處理，然后攪拌下浸漬在金屬離子溶液中，過(guò)濾得到濾餅，再烘干；將烘干的 濾餅置于微波合成儀中進(jìn)行合成，得到催化劑產(chǎn)品。本發(fā)明的具體技術(shù)方案是(1)硝酸鹽采用的是硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鋅、硝酸銀、硝酸鈰中的任一種，配成的 金屬離子溶液濃度為0. 01 lmol/L ； (2)載體為粒度40 180目的粉狀沸石、硅藻土、活 性炭、活性氧化鋁、稻殼灰中的任一種；(3)載體按質(zhì)量比1 5 30加入配制好的金屬離 子溶液中浸漬；(4)微波合成功率為80 1000W、處理時(shí)間5 30min，然后經(jīng)篩分得到催 化劑。載體預(yù)處理時(shí)先在0. lmol/L的NaOH溶液中浸泡1小時(shí)，然后用蒸餾水反復(fù)洗滌， 再用0. lmol/L的HCl溶液浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌，最后用蒸餾水浸泡1小時(shí)，過(guò)濾后在105 130°C下烘干12h ；載體浸漬是在常溫下攪拌4 6小時(shí)，然后浸漬18 20小時(shí)，最后過(guò)濾，得到濾餅再烘干1 3小時(shí)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)加入本發(fā)明的催化劑，過(guò)氧化氫溶液對(duì)磷化氫的吸收效率明顯提高；(2)微波合成的催化劑穩(wěn)定性較好，以固態(tài)加入，不帶入其它雜質(zhì)；(3)采用微波合成技術(shù)方便快捷，催化劑用量較少，并可重復(fù)使用。本發(fā)明使用浸漬微波合成法制備催化劑。微波合成技術(shù)具有易于均勻成核、合成 迅速、微晶細(xì)小均勻、形態(tài)控制容易和能源效應(yīng)明顯等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為發(fā)明催化劑制備的工藝流程圖；圖2為發(fā)明磷化氫多相催化氧化工藝流程圖；圖3為發(fā)明實(shí)例1的吸收效果圖；圖4為發(fā)明實(shí)例2的吸收效果圖；圖5為發(fā)明實(shí)例3的吸收效果圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1 將硝酸鈰溶解在蒸餾水中，配成鈰離子濃度為0. 01mol/L的溶液；將粒徑 為180目的4A沸石，在0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌 多次，再用0. lmol/L的鹽酸溶液浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌多次，最后用蒸餾水 浸泡1小時(shí)，過(guò)濾后在105°C下烘干12小時(shí)；經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，按照固液質(zhì)量比1 5投加入 配制好的溶液中，常溫下攪拌4小時(shí)以上，浸漬20小時(shí)，然后過(guò)濾；將烘干后的濾餅置于微 波合成儀中，微波功率80W、加熱30min，篩分得到180目的催化劑；將制得的催化劑以質(zhì)量 比1 200加入過(guò)氧化氫溶液中。制備次磷酸鈉時(shí)反應(yīng)釜的物料為泥磷10. 07g(含磷量 45. 1%)、堿液115mL(含氫氧化鈉7. 24g、氫氧化鈣1. 45g)；載氣為氮?dú)?，流速?0mL/min ； 洗氣液選用85%濃磷酸IOOmL ；吸收液為5%的過(guò)氧化氫溶液IOOmL,并用氫氧化鈉溶液調(diào) 節(jié)吸收液PH值為14。 過(guò)氧化氫溶液對(duì)磷化氫的吸收效果見(jiàn)圖3，吸收6h后次磷酸鈉產(chǎn)量為0. 8159g，磷 的轉(zhuǎn)化率為263. 27%。實(shí)例2 將硝酸鐵溶解在蒸餾水中，配成鐵離子濃度為0. 5mol/L的溶液；將粒徑為 110目的硅藻土，在0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌多 次，再用0. lmol/L的鹽酸溶液浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌多次，最后用蒸餾水浸 泡1小時(shí)，過(guò)濾后在118°C下烘干12小時(shí)；經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，按照固液質(zhì)量比1 18投加入 配制好的溶液中，常溫下攪拌5小時(shí)以上，浸漬19小時(shí)，然后過(guò)濾；將烘干后的濾餅置于微 波合成儀中，微波功率540W、處理18min，篩分得到110目的催化劑；將制得的催化劑以質(zhì)量 比1 100加入過(guò)氧化氫溶液中。制備次磷酸鈉時(shí)反應(yīng)釜的物料為泥磷9. 98g(含磷量45.2% )、堿液115mL(含氫氧化鈉7. 20g、氫氧化鈣1. 44g)；載氣為氮?dú)猓?流速為20mL/min ；洗氣液選用85%濃磷酸IOOmL ；吸收液為6%的過(guò)氧化氫溶液IOOmL,并 用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)吸收液PH值為13。
過(guò)氧化氫溶液對(duì)磷化氫的吸收效果見(jiàn)圖4，吸收6h后次磷酸鈉產(chǎn)量為0. 8021g,磷的轉(zhuǎn)化率為26. 00%。實(shí)例3 將硝酸銅溶解在蒸餾水中，配成銅離子濃度為lmol/L的溶液；將粒徑為 40目的活性炭，在0. lmol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌多 次，再用0. lmol/L的鹽酸溶液浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌多次，最后用蒸餾水 浸泡1小時(shí)，過(guò)濾后在130°C下烘干12小時(shí)；經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，按照固液質(zhì)量比1 30投加 入配制好的溶液中，常溫下攪拌6小時(shí)以上，浸漬18小時(shí)，然后過(guò)濾；將烘干后的濾餅置于 微波合成儀中，微波功率1000W、處理5min，篩分得到40目的催化劑；將制得的催化劑以質(zhì) 量比1 100加入過(guò)氧化氫溶液中。制備次磷酸鈉時(shí)反應(yīng)釜的物料為泥磷9. 99g(含磷量 45. 2% )、堿液115mL(含氫氧化鈉7. 20g、氫氧化鈣1. 44g)；載氣為氮?dú)?，流速?0mL/min ； 洗氣液選用85%濃磷酸IOOmL ；吸收液為6%的過(guò)氧化氫溶液IOOmL,并用氫氧化鈉溶液調(diào) 節(jié)吸收液PH值為13。過(guò)氧化氫溶液對(duì)磷化氫的吸收效果見(jiàn)圖5，吸收6h后次磷酸鈉產(chǎn)量為0. 7694g，磷 的轉(zhuǎn)化率為24. 94%。
權(quán)利要求
一種用于磷化氫多相氧化催化劑的微波合成方法，其特征是將硝酸鹽溶解于蒸餾水中，配成金屬離子溶液；載體先進(jìn)行預(yù)處理，然后攪拌下浸漬在金屬離子溶液中，過(guò)濾得到濾餅，再烘干；將烘干的濾餅置于微波合成儀中進(jìn)行合成，得到催化劑產(chǎn)品。
2.按權(quán)利要求1所述的用于磷化氫多相氧化催化劑的微波合成方法，其特征是(1)硝 酸鹽采用的是硝酸鐵、硝酸銅、硝酸鋅、硝酸銀、硝酸鈰中的任一種，配成的金屬離子溶液濃 度為0. 01 lmol/L ； (2)載體為粒度40 180目的粉狀沸石、硅藻土、活性炭、活性氧化 鋁、稻殼灰中的任一種；(3)載體按質(zhì)量比1 5 30加入配制好的金屬離子溶液中浸漬； (4)微波合成功率為80 1000W、處理時(shí)間5 30min，然后經(jīng)篩分得到催化劑。
3.按權(quán)利要求2所述的用于磷化氫多相氧化催化劑的微波合成方法，其特征是載體 預(yù)處理時(shí)先在0. lmol/L的NaOH溶液中浸泡1小時(shí)，然后用蒸餾水反復(fù)洗滌，再用0. Imol/ L的HCl溶液浸泡1小時(shí)，浸泡后用蒸餾水反復(fù)洗滌，最后用蒸餾水浸泡1小時(shí)，過(guò)濾后在 105 130°C下烘干12h ；載體浸漬是在常溫下攪拌4 6小時(shí)，然后浸漬18 20小時(shí)，最 后過(guò)濾，得到濾餅再烘干1 3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磷化氫多相氧化催化劑的微波合成方法，屬于工業(yè)廢氣凈化處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的方法是，將硝酸鹽溶解于蒸餾水中，配成金屬離子溶液；載體先進(jìn)行預(yù)處理，然后攪拌下浸漬在金屬離子溶液中，過(guò)濾得到濾餅，再烘干；將烘干的濾餅置于微波合成儀中進(jìn)行合成，得到催化劑產(chǎn)品。本合成方法方便快捷，所制備的催化劑可明顯提高過(guò)氧化氫溶液對(duì)磷化氫的吸收效率，催化劑穩(wěn)定性較好，無(wú)雜質(zhì)，用量較少，并可重復(fù)使用。
文檔編號(hào)B01J37/34GK101804362SQ20101014509
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者劉偉文, 寧平, 李文卿, 王小妮, 譚娟, 高琨陽(yáng), 魏燕富, 黃小鳳 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)