[发明专利]一种强微波吸收催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种强微波吸收催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

由于微波具有对物质选择性供能、对吸波物质的物化反应具有强烈的 催化作用、升温迅速、加热均匀、节能高效、无二次污染等特点，微波能 作为一种新的能源得到越来越广泛的应用。微波能的应用与其他行业相结 合，正在形成许多新的应用。在微波化学方面，可用于废水、废气的治理； 在医学方面，可用于治疗各种常见病和多发病；与放射治疗和化学治疗相 结合可用于治疗肿瘤；在生物学方面，照射种子能提高种子发芽率，处理 蚕卵能提高产茧量和茧层率；照射组织能快速灭酶，阻止组织死亡后的变 化；在食品行业，微波应用不污染食品，不污染环境，不破坏食品的营养 成分。

专利CN1765494A描述了一种用于微波降解水中有机污染物的催化 剂，其中，首先制备的前驱体是钡盐和铁盐的混合物通过与凝胶聚合物接 触产生的化合物，所述的化合物通过高温热解后得到目标催化剂，所述的 目标催化剂是复合有钡铁氧体和热解碳的泡沫状材料。

专利CN102626639A描述了一种用于降解印染废水的催化剂及其制 备方法，首先将预处理后的载体浸渍于稀土金属盐溶液、贵金属盐溶液和 可溶性过渡金属盐溶液中，自然风干热处理后焙烧。

专利CN102000579A描述了一种污水处理催化剂及其制备方法，其中， 首先制备含有多种金属和金属化合物以及黄泥的混合物，对此混合物，在 高温烧结后切割造粒，并进行多次焙烧。

专利CN101318136A描述了一种用于微波强化高级氧化工艺的催化 剂Fe₂O₃-La₂O₃/碳纳米管的制备方法，其中，经过纯化的碳纳米管置入乙 醇中，在搅拌的模式下先后加入硝酸铁溶液和硝酸镧溶液，并用氨水调节 pH值，用微波连续辐照并经水浴加热以及焙烧的方法获取。

上述专利中的催化剂可以统归为金属型催化剂，该类催化剂是以氧化 铝、沸石、分子筛、蜂窝陶瓷等为载体负载金属或金属氧化物活性组分， 使用该法制备的催化剂在酸性或碱性环境下容易发生化学反应使得活性 组分流失，造成催化剂失效，这个特点使得金属型催化剂很难批量化地应 用于酸碱环境中，同时该类催化剂制造成本很高。

除金属型催化剂外，还有一类活性炭型催化剂，活性炭是强吸收微波 物质，可用作催化剂载体和助催化剂，也可直接用作催化剂，但其机械强 度较差造成使用寿命较短。在一定的冲击载荷作用下，活性炭将会逐渐变 成粉末流失，这个特点限制了活性炭作为强微波吸收催化剂的批量化应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种成本低廉、制备工艺简单、耐 酸碱、长寿命的强微波吸收催化剂及其制备方法和应用。

本发明的第一方面提供一种强微波吸收催化剂的制备方法，其包括如 下步骤：

1)将载体清洗后得洁净载体，所述的载体为低微波损耗物质；

2)将洁净载体干燥，得干燥载体；

3)将干燥载体在350～600℃下焙烧2～5h，得目标载体；

4)将目标载体浸入浸渍溶液中浸渍陈化，得浸渍催化剂前驱体，所 述的浸渍溶液是指将糖类物质溶于水配制而成的浓度为10～50％的溶液；

5)将浸渍催化剂前驱体烘干，得干燥的催化剂前驱体；

6)将干燥的催化剂前驱体置于具有保护气体的氛围中焙烧0.5～2h， 即得目标催化剂，所述焙烧的温度为500～900℃。

步骤1)为将载体清洗后得洁净载体，所述的载体为低微波损耗物质。

其中，所述的低微波损耗物质为本领域常规的含义，一般而言，本领 域技术人员均理解其是微波可透的或仅仅极弱吸收微波的无机载体；作为 载体，其在催化剂中是以支撑体的作用来体现的，它是负载活性组分的骨 架。载体的选择通常要具备以下特点：①机械强度高，可以承受足够的负 荷；②市场价格低廉，易于获取，适合规模化生产和应用；③低微波损耗， 是微波可透的或仅仅极弱吸收微波的无机载体；④具有很高的比表面积， 具有一定的孔隙率和孔径分布，便于负载活性组分；⑤化学性质稳定，很 难与其它物质发生化学反应。本发明中的载体在选择时均考虑了上述因素。