结合FCC废催化剂资源化利用的高效臭氧催化剂

结合FCC废催化剂资源化利用的高效臭氧催化剂

流化床裂化催化剂（FCC）是炼油工业中广泛应用的多孔分子催化剂，活性组分一般为Y型沸石分子筛，结构规整，孔径均匀，会根据分子大小控制进入孔隙的物质。但随着反应的进行，废催化剂逐渐失活，并被排出。由于其含有镍、钒等重金属，已被国家列入《国家危险废物名录》HW50系列，属于有毒废催化剂，严禁非法排放、倾倒和处置。因此，FCC废催化剂必须进行无害化处理，而如何将废催化剂上的重金属固定化并回收利用成为人们关注的焦点。

我们注意到FCC废催化剂的潜在价值，例如分子筛结构比表面积大，吸附性能好，负载有臭氧催化性质的稀土、镍、钒等重金属，结合我们自主专利的臭氧催化氧化技术，以FCC废催化剂为主要原料，研发出高效异相臭氧催化剂。

本非均相臭氧催化剂采用多种过渡金属（包括贵金属）作为催化组分，通过大量实验和工程验证，优化各组分分配比例，研制出适应性强、催化活性高的催化剂。制备过程中采用多级精确控温烧结技术，在保证活性的同时提高了催化剂的稳定性，有效降低了使用过程中的损耗率，防止了二次污染。采用特殊造孔技术，形成比表面积大、机械强度高、使用寿命长。催化剂载体超亲水，催化剂不易污染、结垢、堵塞，可长期运行。能加速水中臭氧的自分解，提高水中产生的·OH浓度，从而提高臭氧氧化效果，氧化效率比单纯臭氧氧化提高2~5倍。

我们研制的非均相臭氧催化剂具有能吸附臭氧分子的催化表面，臭氧与催化表面的羟基形成弱键，促进臭氧的分解。催化剂的臭氧与有机物的反应有以下三种情况：

（1）有机物吸附在催化剂表面，被臭氧或其他活性成分分解；

（2）臭氧与有机物粘附在催化剂表面，在催化剂表面发生作用生成配合物，经过氧化反应生成中间体，解吸到溶液中，被臭氧或活性氧氧化；

（3）催化剂首先吸附臭氧，经分解生成活性氧，进而分解水溶液中或催化剂表面的有机物。

单一的臭氧催化水处理工艺虽然具有工艺简单、无二次污染等优点，但也存在臭氧利用率低的问题。与传统臭氧氧化工艺相比，我们采用创新臭氧催化剂的工艺具有更高的催化效率，降低了污水处理成本，实现了FCC废催化剂的资源化利用，在难降解工业废水处理中有着广阔的前景。