Page 184 - 《精细化工》2020年 第10期

·2114· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

     
r /%  0  100 （1）  / %  A0 A  100 （10）
 0  A0
式中：r 为 COD 去除率，%；ρ 0 为 COD 初始质量浓 式中：η 为喹啉去除率，%；ρ A0 为喹啉初始质量浓
度，mg/L；ρ 为反应后 COD 质量浓度，mg/L。 度，mg/L；ρ A 为反应后喹啉质量浓度，mg/L。
反应 O 2 分压一般与催化湿式氧化处理目标污染
物的浓度有关。以反应液体积为 300 mL、初始质量 2 结果与讨论
浓度为 1000 mg/L 的喹啉、温度为 240 ℃的反应体
2.1 催化剂表征
系为例，O 2 分压具体计算过程如下：
对 CuMgLa/Al 2 O 3 进行了 N 2 吸附-脱附测试，
4 C 9 H 7 N+43O 2 →36CO 2 +14H 2 O+2N 2 （2） 结果见图 2。由图 2 可以看出，等温线线型属于不
1000 300 10   3  10  3 43
(O )n    0.02497 mol （3） 可逆等温线Ⅳ，N 2 吸附-脱附等温线显示相对压力
2
129.16 4
式中：1000 为喹啉质量浓度，mg/L；300 为喹啉体 在 0.2~1.0 的范围内有明显的迟滞环，属于第 H3 种
积，mL；129.16 为喹啉摩尔质量，g/mol。 曲线，从最可几孔径分布图可知，CuMgLa/Al 2 O 3
孔径主要集中在 6~7 nm，表明 CuMgLa/Al 2 O 3 具有
SRK 方程如下：
介孔 结构 。 由 Barrett-Joyner-Halenda （ BJH ）得
R a T )
(T
p  1  （4） CuMgLa/Al 2 O 3 的比表面积为 240.75 cm /g、孔容为
2
V  (b V b )V  0.4789 cm /g、平均孔径为 6.7 nm。催化剂的这些孔
3
式中：p 1 为 O 2 分压，Pa；V=空腔/O 2 物质的量，
3
m /mol，其中，空腔体积为 200 mL；其余参数由下 结构特征有利于催化剂活性组分分散，提高催化剂
活性 [14] 。
列方程求得

2
R T 2
() 
aT a  c  ()T  0.42748 c  ( )T （5）
p c
T
b  0.08664R c （6）
p c
 ( ) [1T  m (1 T 0.5 )] 2 （7）
r 2
m  0.480 1.574  0.176 （8）
T
T  （9）
r
T c
通过查热力学手册，O 2 的热力学参数如下：偏

心因子 ω：0.021；临界温度 T c ：154.6 K；临界压力 图 2 催化剂的 N 2 吸附-脱附等温曲线和孔径分布图
6
p c ：5.046×10 Pa；热力学常数 R：8.314 J/(K·mol)。 Fig. 2 N 2 adsorption-desorption isotherm curve and pore
通过计算 m=0.51298；T r =3.3182；α(T)=0.3347； size distribution of catalyst

–5
3
3
a(T)=0.04688 (Pa∙m )/mol；b=2.20694×10 m /mol。 图 3 为 CuMgLa/Al 2 O 3 TEM 图。
当喹啉质量浓度为 1000 mg/L 时，计算的实际
O 2 分压为：
R a T ) 8 . 3 1 4  5 1 3
(T
p  1 V   (b V b )V   200 10  6 


0.02497  2.20694 10  5
0.04688 


200 10  6   200 10  6  2.20694 10    5 
0.02497   0.02497  
531766.75 Pa  0.53 MPa 图 3 CuMgLa/Al 2 O 3 催化剂 TEM 图
Fig. 3 TEM images of CuMgLa/Al 2 O 3
1.5 CuMgLa/Al 2 O 3 对喹啉降解性能
采用高效液相色谱仪检测喹啉相对含量变化。测 由图 3a 可知，CuMgLa 分散负载在 Al 2 O 3 表面，
定条件如下：以甲醇和水（质量分数为 1%醋酸）作 形成了不规则的局部团簇。由图 3b 得到 CuO(002)
为流动相（体积比 50∶50），停留时间为 20 min，检 晶面的晶格条纹间距为 0.253 nm，表明催化剂的主
测波长为 313 nm，进液速度为 0.5 mL/min，进液量为 活性组分为 CuO [15] 。其粒径约为 25 nm，主活性组
20 μL；依据式（10）计算喹啉去除率： 分较小的粒径可使 CuMgLa/Al 2 O 3 具有较高的催化