我國清潔燃料的進(jìn)程在不斷加快,未來與其相應(yīng)的催化劑需求量也會不斷增加。開發(fā)出適用于我國汽柴油結(jié)構(gòu)的活性更高、選擇性更佳、成本更低、使用周期更長的汽柴油加氫處理催化劑,對于清潔燃料質(zhì)量升級具有深遠(yuǎn)意義。
電解水反應(yīng)包括陰析氫反應(yīng)(HER)和陽析氧反應(yīng)(OER)兩個半反應(yīng),析氫反應(yīng)目前主要使用Pt基貴金屬催化劑,而析氧反應(yīng)主要使用IrO2和RuO2等貴金屬氧化物催化劑,然而貴金屬催化劑有限的儲量和高昂的價格限制了其在電解水上的大規(guī)模應(yīng)用。因此,制備且的電解水催化劑是亟待解決的問題。
催化在人類文明進(jìn)步與世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要的角色。它能夠以一種,綠色和經(jīng)濟(jì)的方式將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈吒郊又档幕ぎa(chǎn)品和燃料等,因而被廣泛應(yīng)用于能源,化工,食品,醫(yī)藥,電子等各個領(lǐng)域。目前,全世界90%以上的化學(xué)生產(chǎn)過程都離不開催化。毫不夸張地說,催化領(lǐng)域的每一次重大突破,都大地改變了人類的生產(chǎn)與生活方式。
隨著煉油能力的不斷提高,油品標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,化工原料需求的持續(xù)增加,煉油催化劑消費(fèi)量一直處于穩(wěn)定增長態(tài)勢。其中,增幅快的是新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中。由于各國及各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、煉油能力、油品與化工原料需求等存在差異,對煉油催化劑的需求各不相同;即使是同一類催化劑,在不同地區(qū)其需求量也各有不同。例如:對于催化裂化(FCC)催化劑,增產(chǎn)低碳烯烴類催化劑在北美需求中位列位;而在亞洲,排在位的是增產(chǎn)汽油類催化劑。FCC催化劑需求多的地區(qū)當(dāng)屬北美和亞太地區(qū),2017年,二者煉油催化劑需求量分別占的40%及30%以上。
鈀鉑廢催化劑通常是指用過的含有鈀和鉑的催化劑,通常來自于化工、石化、汽車尾氣處理等工業(yè)過程。這些廢催化劑中的鈀和鉑含量雖然較低,但它們在循環(huán)利用和回收中具有一定的經(jīng)濟(jì)價值。通常,廢催化劑會被送往的處理廠進(jìn)行回收和再利用,通過化學(xué)或物理方法將其中的金屬成分提取出來,再進(jìn)行精煉和加工,終用于生產(chǎn)新的催化劑或其他金屬產(chǎn)品。這樣的回收過程有助于節(jié)約資源、減少對原始礦石的需求,并減少對環(huán)境的影響。
含鈀廢催化劑中鈀的回收直接浸出法直接浸出法是用氧化劑將鈀催化劑上的鈀溶解到酸溶液中的方法,常用的氧化劑有鹽酸、硝酸、王水、NAC10、HO等,該法對以活性炭為載體的催化劑的浸出效果較差,適用于以SIO或ALO為載體的鈀催化劑。研究人員Ⅲ曾嘗試用鹽酸、硝酸、王水將失效鈀炭催化劑加熱浸出,但由于炭載體的吸附還原作用很強(qiáng),鈀的浸出率很低,僅為25.6%、38.8%、16.5%。SIBRELL等將PD/分子篩加入11%NACN一0.1MOL/LNAOH浸出液中,浸出溫度為160OC,在堿性條件下催化劑顯示出很強(qiáng)的離子交換能力,分子篩上的H與溶液中的NA交換,中和了溶液中的OH一,使溶液PH值下降,產(chǎn)生有毒的HCN氣體,解決的方法是用1MOL/LNAOH對催化劑進(jìn)行預(yù)處,使鈀部分溶解,再用浸出液浸出,當(dāng)浸出液加熱至250OC時,鈀絡(luò)合物從浸出液中析出,再加熱至275CIC,鈀絡(luò)合物分解,得到純鈀,鈀的浸出率為90%95%,經(jīng)研究認(rèn)為鈀浸出率低的原因是有部分鈀被封閉在催化劑的孔道中,浸出液無法接觸到這部分鈀,可以采用粉碎等措施將催化劑磨成粉末,以提高鈀與浸出液的接觸。由于浸出通常要在一定溫度下進(jìn)行,一L9一化劑如硝酸、鹽酸等易分解或揮發(fā),會減慢鈀的浸出速率,使載體與浸出液發(fā)生反應(yīng),為了提高鈀的浸出速率,PHILIP在鹽酸浸出液中加入不易揮發(fā)的A1C1,,使鈀的回收率提高到97%以上。直接浸出法工藝簡,投資小,為大多數(shù)廠家采用,但浸出液腐蝕性強(qiáng),浸出率不穩(wěn)定,有時浸渣中殘留鈀的含量較多,并且該產(chǎn)生大量含有重金屬的腐蝕性廢酸和其它副產(chǎn)物,易導(dǎo)致環(huán)境污染。