3.3.1催化剂的研究进展

应用于CWAO中的催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂两大类。均相催化剂有一个很大的缺点，即催化剂与水溶液混溶，反应后需要进行分离，且分离成本较大，因而近年来研究较少。由于非均相催化剂具有活性高、易分离、稳定性好等优点，从20世纪70年代后期，湿式氧化的催化剂研究更多地转移到高效稳定的多相催化剂上。目前，研究最多的主要有贵金属系列、非贵金属系列两大类。

贵金属系列(如以Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Au、Ag为活性成分)的催化剂活性高、寿命长、适应性强，但是价格昂贵，应用受到限制。在CWAO反应过程中贵金属组分较稳定，所以贵金属催化剂的稳定性将主要取决于载体的稳定性，Al₂O₃是最常用的载体。

非贵金属催化剂包括以Cu、Fe、Mn、Co、Ni、Bi等金属元素中的一种或几种作为主要组分的催化剂，以及以Ce为代表的稀土系列氧化物催化剂。非贵金属催化剂(以Cu和Fe系列催化剂的活性较高)，优点是价格便宜，但催化活性相对较低，且非贵金属催化剂的活性组分溶出量较大，因而对非贵金属催化剂的研究主要集中在提高催化剂的稳定性方面。以Ce为代表的稀土系列的稀土氧化物作为催化剂早已被应用于气体净化、CO和碳氢化合物的氧化、汽车尾气治理等方面，证明了其具有良好的催化活性和稳定性。

近年来，有关碳材料催化剂的报道也纷纷出现。例如以多壁碳纳米管(MWNTs)作为催化剂，在间歇反应装置中开展了催化湿式氧化苯酚和苯胺的活性和稳定性研究。试验表明，经过混酸(67%HNO₃～98% H₂SO₄，体积比为1：3)处理的多壁碳纳米管是一种高活性、稳定的湿式氧化催化剂。在160℃，215MPa，苯酚的浓度为1000mg/L条件下，经过120min的反应，苯酚去除率接近100%，COD去除率达86%；相同试验条件下，处理浓度为2000mg/L的苯胺配水，苯胺的去除率达83%，COD去除率达到68%。研究表明，碳纳米管不仅可以作为催化剂的载体，而且其本身可以直接作为催化剂使用，在催化湿式氧化中表现出良好的应用前景。

从国内外催化剂的发展来看，日本在研究及应用中走在了前面，其中大阪瓦斯公司在催化湿式氧化处理技术上做了大量研究，在催化剂的制备与应用等方面已相当成熟。催化湿化氧化法在日本等国已获得工业化规模的应用，每年都有大量催化剂专利出现，研究和开发新型高效催化剂对于推广催化湿式氧化在各种有毒有害废水处理的应用，具有较高的实用价值。

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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