科海思CH-90Na樹脂在銅、鎳催化劑行業(yè)中的應(yīng)用

一、銅系催化劑主要應(yīng)用的行業(yè)

Cu系催化劑廣泛應(yīng)用在CO、CO2加氫合成甲烷、低溫變換選擇性加氫合成、以及一些氧化、脫氫等工業(yè)反應(yīng)中。

1、Cu系催化劑的脫氫機(jī)理

（1）催化劑的脫氫反應(yīng)機(jī)理可隨反應(yīng)物種類及催化劑的不同而不同，且有時(shí)隨反應(yīng)條件的不同而改變。Cu系催化劑的催化脫氫機(jī)理有兩類：1、游離基機(jī)理反應(yīng)物以均裂方式脫去氫原子。要求催化劑能提供具有未配對(duì)的活性中心，需要有較大的成鍵能力和較大的暴露，以便與C-H鍵上的氫原子接觸和作用。滿足這種機(jī)理要求的脫氫催化劑，可以是金屬，如Ni、Cu等，也可以是金屬氧化物、硫化物等。

（2）離子機(jī)理反應(yīng)物分子先被催化劑上的金屬離子M作用而脫去H（發(fā)生C-H鍵異裂），隨后再脫去H而成不飽和鍵。要求反應(yīng)分子較易極化產(chǎn)生C8+H8，催化劑也需要有較強(qiáng)極化能力的金屬離子用來脫去H+，同時(shí)具有負(fù)電荷的O2-以接受H+。因此，這類機(jī)理類似于酸堿催化。

2、在甲醇脫氫反應(yīng)中的應(yīng)用

近年來，隨著甲醇工業(yè)的不斷發(fā)展，開發(fā)甲醇下游產(chǎn)品、將甲醇轉(zhuǎn)化為其它有機(jī)化工產(chǎn)品已經(jīng)引起各國(guó)研究人員的關(guān)注，甲醇脫氫可生成甲酵、甲酸甲酯，也可能裂解為一氧化碳和氫氣。

三、對(duì)含重金屬離子廢水的回收、去除

大量工業(yè)過程，如含銅、鎳催化劑的使用過程中容易產(chǎn)生大量的含銅、鎳金屬離子的廢水，這種廢水排入水體中，會(huì)嚴(yán)重影響水的質(zhì)量，對(duì)環(huán)境造成污染，水中銅含量達(dá)0.01mg/L時(shí)，對(duì)水體自凈有明顯的抑制作用；超過3.0mg/L，會(huì)產(chǎn)生異味；超過15mg/L**無(wú)法飲用。重金屬元素在水體中以化合態(tài)或離子態(tài)存在，難以被生物降解，該種工業(yè)廢水常用的處理方法主要包括：化學(xué)沉淀法、電解法、化學(xué)置換法、吸附法、離子交換法、及生物處理技術(shù)等，但是在溶劑提純過程中對(duì)比上述處理方法，采用離子交換法處理，可以在保證產(chǎn)品純度的前提下除去溶液中多余銅鎳凈化產(chǎn)品，既不會(huì)產(chǎn)生含重金屬污泥、也不會(huì)導(dǎo)致溶劑損耗。

離子交換法的除銅效果很好，尤其是對(duì)低濃度廢水。離子螯合法，即利用重金屬螯合劑直接投加到廢水中，使重金屬螯合劑去捕集金屬離子，從而形成螯合物。該法形成的螯合物穩(wěn)定性高，污泥沉淀快，且捕集效果不受堿金屬和堿土金屬共存的影響，也不受pH值變化的影響。采用離子交換樹脂對(duì)含絡(luò)合銅廢水處理時(shí)，可做到濃縮回收Cu-EDTA和游離EDTA，凈化后水中銅離子濃度低于0.1mg/L。離子交換過程很簡(jiǎn)單，設(shè)備也不復(fù)雜，選擇性提取金屬離子有很好的效果，而且樹脂還可以再生，所以去除廢水中低濃度離子時(shí)，使用離子交換法效果好，且節(jié)約成本。

四、Tulsimer?CH-90Na樹脂的應(yīng)用舉例

離子交換樹脂除重金屬銅、鎳離子的應(yīng)用部分案例有：

三、對(duì)含重金屬離子廢水的回收、去除

大量工業(yè)過程，如含銅、鎳催化劑的使用過程中容易產(chǎn)生大量的含銅、鎳金屬離子的廢水，這種廢水排入水體中，會(huì)嚴(yán)重影響水的質(zhì)量，對(duì)環(huán)境造成污染，水中銅含量達(dá)0.01mg/L時(shí)，對(duì)水體自凈有明顯的抑制作用；超過3.0mg/L，會(huì)產(chǎn)生異味；超過15mg/L**無(wú)法飲用。重金屬元素在水體中以化合態(tài)或離子態(tài)存在，難以被生物降解，該種工業(yè)廢水常用的處理方法主要包括：化學(xué)沉淀法、電解法、化學(xué)置換法、吸附法、離子交換法、及生物處理技術(shù)等，但是在溶劑提純過程中對(duì)比上述處理方法，采用離子交換法處理，可以在保證產(chǎn)品純度的前提下除去溶液中多余銅鎳凈化產(chǎn)品，既不會(huì)產(chǎn)生含重金屬污泥、也不會(huì)導(dǎo)致溶劑損耗。

離子交換法的除銅效果很好，尤其是對(duì)低濃度廢水。離子螯合法，即利用重金屬螯合劑直接投加到廢水中，使重金屬螯合劑去捕集金屬離子，從而形成螯合物。該法形成的螯合物穩(wěn)定性高，污泥沉淀快，且捕集效果不受堿金屬和堿土金屬共存的影響，也不受pH值變化的影響。采用離子交換樹脂對(duì)含絡(luò)合銅廢水處理時(shí)，可做到濃縮回收Cu-EDTA和游離EDTA，凈化后水中銅離子濃度低于0.1mg/L。離子交換過程很簡(jiǎn)單，設(shè)備也不復(fù)雜，選擇性提取金屬離子有很好的效果，而且樹脂還可以再生，所以去除廢水中低濃度離子時(shí)，使用離子交換法效果好，且節(jié)約成本。

四、Tulsimer?CH-90Na樹脂的應(yīng)用舉例

離子交換樹脂除重金屬銅、鎳離子的應(yīng)用部分案例有：

、重慶某化工企業(yè)（在1,4丁炔二醇凈化中的應(yīng)用）

2、河南某化工企業(yè)（在1,4丁炔二醇凈化中的應(yīng)用）下列為國(guó)產(chǎn)樹脂與CH-90Na對(duì)比測(cè)試結(jié)果圖，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。

上圖是樹脂1＃和樹脂2＃在室溫下測(cè)定的吸附等溫線，其中進(jìn)口樹脂2＃因?yàn)檫h(yuǎn)好于我們預(yù)定的國(guó)產(chǎn)樹脂1＃而進(jìn)行了多次測(cè)量。多次測(cè)量的結(jié)果一致（三條非黑曲線），樹脂2＃所反映的情況完全符合用于描述化學(xué)吸附且具有飽和性的Langmuir吸附等溫方程，而樹脂1＃則在低濃度區(qū)域存在一定的下凹。吸附等溫線的結(jié)果表明在相同的平衡濃度（液態(tài)銅離子濃度）下，樹脂2＃的吸附容量遠(yuǎn)高于樹脂1#，如在20mg/L下，樹脂l＃的吸附容量為l.5mg/g，而樹脂2＃可達(dá)6mg/g，是樹脂1#的4倍。樹脂1＃下凹的吸附等溫線還表明其不適用于低濃度的銅離子處理。

為了模擬實(shí)際動(dòng)態(tài)吸附過程，我們進(jìn)行了穿透曲線的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)在常溫下進(jìn)行，流速控制為2BV/h，這與實(shí)際生產(chǎn)的工況相近。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣表明了進(jìn)口樹脂2＃的優(yōu)越性。我們以不檢出銅離子為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，樹脂1#在5BV后穿透，而樹脂2＃的穿透體積則達(dá)到了40BV。因此，從操作周期和廢液等綜合考慮來看，選擇樹脂2＃作為吸附劑，具有運(yùn)行周期長(zhǎng)，廢液量小且濃度高等優(yōu)點(diǎn)。

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