專利名稱：一種用于除去水中溶解氧的催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化劑及其制備方法，特別是涉及一種用于除去水中溶 解氧的催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
水中含有大量的溶解氧，大量溶解氧的存在對設(shè)備的安全運(yùn)行和設(shè)備 壽命生產(chǎn)很大的不良影響，特別是對于一些精密和關(guān)鍵設(shè)備中的二次回路 水、冷凝水，要求水中溶解氧一定要低，以防止和減少設(shè)備腐蝕，保證設(shè) 備運(yùn)行安全。在日常生活中，水中的溶解氧對鍋爐的腐蝕和安全運(yùn)行會(huì)造 成很大的影響，因此必須除去水中的氧。為此，《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》
(GB1576—96),要求蒸發(fā)量大于6t七的蒸汽鍋爐必須裝設(shè)給水除氧裝置。 除氧技術(shù)主要有熱力除氧、真空除氧、解吸除氧、化學(xué)法除氧等，其 中化學(xué)法除氧由于不需要大的設(shè)備、動(dòng)力投入，除氧效果好而成為國內(nèi)外 研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
(1) 氧化還原樹脂除氧方法。氧化還原樹脂是用帶有能與周圍的活 性物質(zhì)進(jìn)行電子交換、發(fā)生氧化還原反應(yīng)的一類樹脂。除氧的原理是將原 來的還原形式的樹脂，轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸问降臉渲?樹脂使用過后，通過還原劑 再生，恢復(fù)其還原能力。但再生釆用水合聯(lián)胺，對人體有致癌作用。另外 水合聯(lián)胺價(jià)格高，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用高。
(2) 鋼屑除氧。新型TL-A型，廢鋼料按配方鑄成3mm 5Mi不規(guī)則 球形，經(jīng)罐內(nèi)硫化處理后，在水溫》4(TC,接觸時(shí)間>2分鐘的條件下， 可達(dá)到較好的除氧效果，殘留含氧量為0.05 mg/L;但除氧后產(chǎn)物不易清除， 難反洗，易板結(jié)，更換困難。
(3) 化學(xué)試劑除氧。利用某一能與水中的溶解氧進(jìn)行反應(yīng)的化學(xué)物 質(zhì)，而將水中溶解氧消耗掉的一種方法。化學(xué)除氧劑主要有亞硫酸鈉和聯(lián)氨等，但這種方法易產(chǎn)生一些對人有害的物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種催 化活性好、選擇性高，可以有效地除去水中溶解氧的催化劑。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種用于除去水中 溶解氧的催化劑，其特征在于，由樹脂載體和負(fù)載于樹脂上的納米活性金
屬鈀組成，金屬鈀的重量百分含量為0.1-1%,所述樹脂為陰離子交換樹脂、 陽離子交換樹脂或吸附樹脂，樹脂粒度為0.5-3mm。
本發(fā)明還提供了一種用于除去水中溶解氧的催化劑的制備方法，其特 征在于，該方法包括以下步驟
(1) 樹脂載體的處理將樹脂加入到去離子水中或堿性水溶液中浸 泡，過濾后用去離子水洗滌；
(2) 納米Pd/樹脂催化劑的制備將步驟(1)中處理后的樹脂浸在 水中，樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液，用堿性水溶液調(diào)節(jié)體系pH為 2-7，在室溫下，攪拌浸漬3-12小時(shí)，用5。/。NaOH調(diào)節(jié)體系PH為8-10, 放置6-12小時(shí)，過濾，樹脂濾餅加去離子水后入反應(yīng)釜中，釆用化學(xué)還原 劑進(jìn)行還原，活性組分金屬鈀以納米級顆粒均勻分布在樹脂載體表面，然 后過濾并洗滌至無氯離子，即得到納米Pd/樹脂催化劑。
上述步驟(2)中攪拌浸漬后，用堿性水溶液調(diào)節(jié)樹脂水體系pH為 8-10。
所述堿性水溶液為NaOH、 Na2C03、 KOH或&2003水溶液，其濃度 為0.1-lmol/L。
上述步驟(2)中所述氯化鈀鹽水溶液與載體樹脂的體積比為1:
i-ioo : i。
上述步驟(2)中所述化學(xué)還原劑為水溶性還原劑HCOONa、 HCHO、 HCOOH、水合肼。
5所述化學(xué)還原劑與金屬鈀的質(zhì)量比為1: 1-10: 1。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明催化劑可以有效地除去
水中的溶解氧，用于鍋爐用水除氧，其出水殘留氧可降到0. Olml/L以下， 優(yōu)于現(xiàn)有的0. 05ml/L的指標(biāo)，使用該催化劑除去水中溶解氧，成本低， 無污染，其制備工藝簡單。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
稱取10L某型樹脂，樹脂粒度為0.5mm，加入質(zhì)量濃度為0.1 %的 NaOH溶液中浸泡5小時(shí)，過濾后用大量去離子水洗滌，直至pH達(dá)到8， 浸在水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液(含鈀50g)，調(diào)節(jié)體 系pH為2，在室溫下，攪拌浸漬3小時(shí)，用5。/。NaOH溶液調(diào)節(jié)體系PH 值為8，放置10小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水后加入反應(yīng)釜中，加入50ml 水合肼進(jìn)行還原，還原后的催化劑用去離子水進(jìn)行洗滌至濾液中無Cl一1 即可。
實(shí)施例2
稱取IOL某型樹脂，樹脂粒度為0.5mm,加入質(zhì)量濃度為1 %的NaOH 溶液中浸泡2小時(shí)，過濾后用大量去離子水洗滌，直至pH達(dá)到lO,浸在 水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液(含鈀50g)，調(diào)節(jié)體系pH 為5，在室溫下，攪拌浸漬10小時(shí)，用5。/。NaOH溶液調(diào)節(jié)體系PH為8, 放置6小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水后加入反應(yīng)釜中，加入50gHCOONa 進(jìn)行還原，還原后的催化劑用去離子水進(jìn)行洗滌至濾液中無C1 —1即可。
實(shí)施例3
量取10L某型樹脂，樹脂粒度為lmm,加入去離子水中浸泡4小時(shí)， 過濾后用去離子水洗滌數(shù)遍，浸在水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽 水溶液(含鈀12g)，調(diào)節(jié)體系pH為3，在室溫下攪拌浸漬6小時(shí)，用5。/。NaOH溶液調(diào)節(jié)體系PH值為8,放置12小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水 后加入反應(yīng)釜中，加入500mlHCHO進(jìn)行還原，還原后的催化劑用去離子 水進(jìn)行洗滌至濾液中無Cl — 1即可。 實(shí)施例4
量取10L某型樹脂，樹脂粒度為lmm，加入去離子水中浸泡4小時(shí)， 過濾后用去離子水洗滌數(shù)遍，浸在水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽 水溶液(含鈀12g)，調(diào)節(jié)體系pH為2，在室溫下攪拌浸漬6小時(shí)，用5 。/。NaOH調(diào)節(jié)體系pH為9,放置12小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水后加入 反應(yīng)釜中，加入500mlHCHO進(jìn)行還原，還原后的催化劑用去離子水進(jìn)行
洗滌至濾液中無cr1即可。
實(shí)施例5
稱取10L某型樹脂，樹脂粒度為0.5mm,加入質(zhì)量濃度為1 %的NaOH 溶液中浸泡2小時(shí)，過濾后用大量去離子水洗滌，直至pH達(dá)到8，浸在 水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液(含鈀50g),調(diào)節(jié)體系pH 為5,在室溫下，攪拌浸漬10小時(shí)，用5y。NaOH調(diào)節(jié)體系pH為9，放置 6小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水后加入反應(yīng)釜中，加入500ml水合肼進(jìn)行 還原，還原后的催化劑用去離子水進(jìn)行洗滌至濾液中無Cl。即可。
實(shí)施例6
稱取10L某型樹脂，樹脂粒度為0.5mm，加入質(zhì)量濃度為0.5 %的 NaOH溶液中浸泡5小時(shí)，過濾后用大量去離子水洗滌，直至pH達(dá)到7.5， 浸在水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液(含鈀50g)，調(diào)節(jié)體 系pH為5,在室溫下，攪拌浸漬IO小時(shí)，用5。/。NaOH調(diào)節(jié)體系pH為9, 放置6小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水后加入300ml甲酸還原，還原后的催 化劑用去離子水進(jìn)行洗滌至濾液中無C1"即可。
實(shí)施例7
稱取10L某型樹脂，樹脂粒度為0.5mm，加入質(zhì)量濃度為0.5 %的 NaOH溶液中浸泡5小時(shí)，過濾后用大量去離子水洗滌，直至pH達(dá)到10,浸在水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液(含鈀50g),調(diào)節(jié)體
系pH為6，在室溫下，攪拌浸漬IO小時(shí)，用5%NaOH調(diào)節(jié)體系PH為 10，陳化靜置6小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水后加入300ml甲酸還原，還
原后的催化劑用去離子水進(jìn)行洗滌至濾液中無cr1即可。
實(shí)施例8
量取IOL某型樹脂，樹脂粒度為3mm,加入質(zhì)量濃度為0.5 %的NaOH 溶液中浸泡5小時(shí)，過濾后用大量去離子水洗滌，直至pH達(dá)到7.5,浸在 水中待用。樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液(含鈀12g),調(diào)節(jié)體系pH 為5.0，在室溫下，攪拌浸漬10小時(shí)，用5。/。NaOH調(diào)節(jié)體系PH為10, 放置6小時(shí)，過濾，濾餅加去離子水后加入200ml甲酸還原，還原后的催 化劑用去離子水進(jìn)行洗滌至濾液中無Cl"即可。
權(quán)利要求
1.一種用于除去水中溶解氧的催化劑，其特征在于，由樹脂載體和負(fù)載于樹脂上的納米活性金屬鈀組成，金屬鈀的重量百分含量為0.1-1％，所述樹脂為陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂或吸附樹脂，樹脂粒度為0.5-3mm。
2. 制備如權(quán)利要求1所述的一種用于除去水中溶解氧的催化劑的方 法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1) 樹脂載體的處理將樹脂加入到去離子水中或堿性水溶液中浸 泡，過濾后用去離子水洗滌；(2) 納米Pd/樹脂催化劑的制備將步驟(1)中處理后的樹脂浸在 水中，樹脂水體系中加入氯化鈀鹽水溶液，用堿性水溶液調(diào)節(jié)體系pH為 2-7,在室溫下，攪拌浸漬3-12小時(shí)，用5。/。NaOH調(diào)節(jié)體系PH，放置6-12 小時(shí)，過濾，樹脂濾餅加去離子水后入反應(yīng)釜中，釆用化學(xué)還原劑進(jìn)行還 原，活性組分金屬鈀以納米級顆粒均勻分布在樹脂載體表面，然后過濾并 洗滌至無氯離子，即得到納米Pd/樹脂催化劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于除去水中溶解氧的催化劑的制備 方法，其特征在于，步驟(2)中攪拌浸漬后，用5。/。NaOH調(diào)節(jié)體系PH 為8-10。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于除去水中溶解氧的催化劑的 制備方法，其特征在于所述堿性水溶液為NaOH、 Na2C03、 KOH或K2C03 水溶液，其濃度為0.1-lmol/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于除去水中溶解氧的催化劑的制備 方法，其特征在于，步驟(2)中所述氯化鈀鹽水溶液與載體樹脂的體積比為i-ioo : i。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于除去水中溶解氧的催化劑的制備 方法，其特征在于，步驟(2)中所述化學(xué)還原劑為水溶性還原劑HCOONa、 HCHO、 HCOOH或水合肼。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的一種用于除去水中溶解氧的催化劑的制備方法，其特征在于所述化學(xué)還原劑與金屬鈀的質(zhì)量比為i-io: i。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于除去水中溶解氧的催化劑及其制備方法，該催化劑包括載體樹脂和負(fù)載于樹脂上的活性貴金屬組分鈀，鈀的重量百分含量為0.1-1％。該催化劑的制備方法為樹脂經(jīng)過一定的處理后，然后加入到一定pH值的PdCl₂水溶液中進(jìn)行浸漬，陳化、過濾，濾餅打漿后采用化學(xué)還原法進(jìn)行還原，金屬鈀活性組分以高分散型的納米級顆粒均勻地分布在樹脂表面，再過濾洗滌至無氯離子，即得到納米Pd/樹脂催化劑。該催化劑可以有效地除去水中的溶解氧，用于鍋爐用水除氧，其出水殘留氧降到0.01mg/L以下，具有巨大的工業(yè)應(yīng)用潛力。
文檔編號B01J23/44GK101549291SQ200910022430
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者姚利海, 張之翔, 文永忠, 曾永康, 朱柏?zé)?申請人:西安凱立化工有限公司