開(kāi)發(fā)新型減污降碳催化氧化技術(shù)

中科院大連化學(xué)物理研究所研究員孫承林、衛(wèi)皇曌等在廢水催化氧化研究方面取得新進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出新型減污降碳催化氧化技術(shù)。相關(guān)成果發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)-應(yīng)用材料與界面》。近日，研究團(tuán)隊(duì)與相關(guān)企業(yè)利用新技術(shù)，針對(duì)蒽醌法制雙氧水生產(chǎn)廢水完成中試試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)鐵泥產(chǎn)量降低95%以上、運(yùn)行費(fèi)用降低45%以上。

 

高濃度有機(jī)廢水組分復(fù)雜、濃度高、毒性大，常規(guī)生化法難以處理。作為危險(xiǎn)廢物，其處理成本高達(dá)4000元至12000元/噸。催化濕式氧化法（CWAO）具有清潔高效、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，可解決企業(yè)面臨的環(huán)保瓶頸問(wèn)題。催化劑是CWAO的核心，如何通過(guò)催化劑結(jié)構(gòu)與性能的構(gòu)效關(guān)系揭示CWAO催化氧化機(jī)制，研制出具有高穩(wěn)定性、高性能的催化氧化催化劑，實(shí)現(xiàn)催化過(guò)程智能控制，是相關(guān)研究的核心科學(xué)問(wèn)題。

 

孫承林團(tuán)隊(duì)將科學(xué)發(fā)現(xiàn)同產(chǎn)業(yè)發(fā)展相聯(lián)系，以“催化劑壽命-催化機(jī)制-工程過(guò)程控制”為研究主線，圍繞國(guó)際前沿的催化材料，結(jié)合國(guó)內(nèi)企業(yè)需求，發(fā)展了新型催化劑改性方法及工程應(yīng)用裝備。

 

團(tuán)隊(duì)研發(fā)出限域型廢水催化氧化催化劑，通過(guò)構(gòu)建催化劑顆粒表面納米空間限域?qū)拥牟呗?，提高了催化劑表面的活性氧利用率，從而?qiáng)化催化氧化反應(yīng)。團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的超結(jié)構(gòu)限域催化劑在間甲酚污染物的氧化降解過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了8分鐘內(nèi)近100%的去除效果，與傳統(tǒng)單原子催化劑相比，去污效率大幅提升。研究發(fā)現(xiàn)，催化劑表面納米管陣列結(jié)構(gòu)構(gòu)成的限域空間對(duì)催化反應(yīng)有至關(guān)重要的促進(jìn)作用。

 

該研究為提高催化氧化降解污染物效率以及減少氧化劑投加量提供了新思路。