一種同時(shí)脫除羰基硫和二硫化碳催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種同時(shí)脫除幾基硫和二硫化碳催化劑的制備方法，屬于大氣污染控 制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 幾基硫（COS)和二硫化碳（CS2)廣泛存在于大氣環(huán)境中，并且COS是對流層和平流 層底的主要含硫氣體，它們的來源可分為自然源和人為源。cos和CS2在工業(yè)生產(chǎn)和使用過 程中排放到大氣環(huán)境，會(huì)對環(huán)境和人體造成嚴(yán)重的污染和危害。在大氣中，CS2也可W被催 化氧化成cos。工業(yè)生產(chǎn)中微量的cos和CS2對催化劑有毒害作用，使其催化效果和使用壽 命受到嚴(yán)重的影響。由于cos和CS2會(huì)通過緩慢的水解反應(yīng)生成硫化氨（H2S)，腐蝕生產(chǎn)設(shè) 備，不僅給工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，而且增加了設(shè)備投資和產(chǎn)品成本。同時(shí)cos和 CS2的吸入對人類身體健康存在較大的危害。黃憐尾氣中cos和CS2是共存的典型有機(jī)硫 氣體，黃憐尾氣的凈化及資源化利用前提必須同時(shí)脫除cos和CS2。
[000引 目前去除cos和CS2的常用方法是催化水解法，即cos和CS必水解催化劑的作用 下和&0發(fā)生水解反應(yīng)生成C02和Η2S。雖然其產(chǎn)物C02和Η2S的危害性和處理難度都大大 降低，但是也造成了資源的浪費(fèi)，例如C02不能得到更好的利用等。然而通過光催化劑的作 用，將cos和CS2在極少量氧氣的存在條件下光催化氧化還原，使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦袃r(jià)值的C0和 單質(zhì)S。運(yùn)不僅能解決催化產(chǎn)物的利用問題，還減少了反應(yīng)過程的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性。
[0004] 中國專利CN101121123A公開了 "中溫二硫化碳水解催化劑及其制備方法與用 途"的發(fā)明。該發(fā)明是通過向催化劑中添加改性劑Zr〇2和La2〇3而制成。該催化劑具有較 高的CS2去除率，但是僅用于CS2的催化水解。中國專利CN104607197A公開了 "一種有機(jī) 硫加氨催化劑及其制備方法"的發(fā)明。該發(fā)明是通過向活性炭載體上負(fù)載活性組分而制成。 該催化劑具有較高的COS去除率，但是僅用于COS的催化加氨。本發(fā)明所設(shè)及的改性光催 化劑能高效地同時(shí)脫除COS和CS2。
[0005] 目前，關(guān)于制備改性光催化劑用W同時(shí)脫除COS和CS2的工藝方法未見到報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種用于同時(shí)脫除幾基硫和二硫化碳的改性光催化劑的制備方法，本 發(fā)明所述改性光催化劑不僅能同時(shí)脫除cos和CS2,還能有效解決資源化回收利用的問題。
[0007] 本發(fā)明所述同時(shí)脫除幾基硫和二硫化碳催化劑的制備方法，具體包括W下步驟： (1)將半導(dǎo)體材料加入質(zhì)量百分比濃度為5~15%的活性金屬鹽溶液中超聲浸潰30~60 分鐘。
[0008] (2)將浸潰后的半導(dǎo)體材料放入離屯、機(jī)中離屯、分離。
[0009] (3)將離屯、后的半導(dǎo)體材料過濾，濾后的固體材料干燥后即制得改性光催化劑。
[0010] 所述半導(dǎo)體材料為Si化、Ti化、。N4中的一種。
[0011] 所述金屬鹽溶液為硝酸鐵、硝酸銅、硝酸侶、硝酸鋒、硝酸儀、硝酸鉆、硝酸儘、硝酸 銅、硝酸姉、硝酸鶴中的一種或多種混合溶液。
[0012] 優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（1)中超聲浸潰的溫度為30~50°C，超聲波頻率為28~45曲Z。
[0013] 優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（2)中離屯、機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000~2000轉(zhuǎn)/分鐘，離屯、時(shí)間為 60~120分鐘。
[0014] 優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（3)中的干燥條件為：100~150°C下干燥4~8小時(shí)。
[0015] 本發(fā)明的原理為： 采用改性光催化劑，借助煙氣中微量化，使COS和CS2催化氧化還原為C0和單質(zhì)S。催 化劑工作溫度為：50~100°C，CS2脫除效率：高于90%，cos脫除效率：高于90%。主要反應(yīng)如 下：
本發(fā)明的有益效果： (1) 本發(fā)明制備方法操作簡單，催化劑的制備時(shí)間相對較短，原材料、活性金屬鹽廉價(jià) 易得，原材料不受時(shí)間和地域的限制，不會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)，最終產(chǎn)物的選擇性較強(qiáng)(催化反應(yīng) 的最終產(chǎn)物為C0和單質(zhì)S)，同時(shí)再生也很方便，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，在較低溫度下也具有 較好的脫除效果，可廣泛用于幾基硫和二硫化碳的同時(shí)脫除； (2) 催化劑的應(yīng)用條件溫和，脫除效率較高，催化劑的工作溫度為《100°C，COS和CS2 的脫除率> 90%。且是首次將光催化劑應(yīng)用于有機(jī)硫的同時(shí)脫除。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1改性光催化劑同時(shí)脫除cos和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0017] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2改性光催化劑同時(shí)脫除cos和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3改性光催化劑同時(shí)脫除COS和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0019] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例4改性光催化劑同時(shí)脫除COS和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0020] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例5改性光催化劑同時(shí)脫除COS和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0021] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例6改性光催化劑同時(shí)脫除COS和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0022] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例7改性光催化劑同時(shí)脫除COS和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0023] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例8改性光催化劑同時(shí)脫除COS和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
[0024]圖9為本發(fā)明實(shí)施例9改性光催化劑同時(shí)脫除COS和CS2的催化轉(zhuǎn)化效率。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍并不限于所 述內(nèi)容，實(shí)施例1~9中改性光催化劑的活性可W用COS和CS2的轉(zhuǎn)化率來表示。
[0026] 實(shí)施例1 本實(shí)施例所述同時(shí)脫除幾基硫和二硫化碳催化劑的制備方法，具體包括W下步驟： 將Si化加入質(zhì)量百分比濃度為5%的硝酸鐵溶液中超聲浸潰30分鐘炮聲浸潰的溫度 為30°C，超聲波頻率為28曲Z)，再將浸潰后的浸潰后的半導(dǎo)體材料放入1000轉(zhuǎn)/分鐘的離 屯、機(jī)中離屯、60分鐘，再將離屯、后的半導(dǎo)體材料過濾，再將過濾后的固體材料在110°C下鼓 風(fēng)干燥4小時(shí)，即制得改性光催化劑。
[0027] 催化劑的活性測試在〇3mmX100mm的固定床石英反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)條件為：CS2 濃度50ppm、COS濃度500ppm、空速lOOOOh1、反應(yīng)溫度70°C、氧氣含量1%，COS和CS2的催 化轉(zhuǎn)化率結(jié)果見圖1，從圖中可W得出100%的CS2去除率能維持210min，100%的COS去除 率能維持150min，運(yùn)表明改性催化劑對COS和CS2的去除有明顯的效果。
[002引 實(shí)施例2 本實(shí)施例所述同時(shí)脫除幾基硫和二硫化碳催化劑的制備方法，具體包括W下步驟： 將Ti化加入質(zhì)量百分比濃度為15%的硝酸儘溶液中超聲浸潰45分鐘（超聲浸潰的溫 度為30°C，超聲波頻率為45曲Z)，再將浸潰后的浸潰后的半導(dǎo)體材料放入1800轉(zhuǎn)/分鐘的 離屯、機(jī)中離屯、90分鐘，再將離屯、后的半導(dǎo)體材料過濾，再將過濾后的固體材料在120°C下 鼓風(fēng)干燥7小時(shí)，即制得改性光催化劑。
[0029] 催化劑的活性測試在〇3mmX100mm的固定床石英反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)條件為：CS2 濃度50ppm、COS濃度500ppm、空速lOOOOh1、反應(yīng)溫度70°C、氧氣含量1%，COS和CS2的催 化轉(zhuǎn)化率結(jié)果見圖2,從圖中可W得出100%的CS2去除率能維持240min，100%的COS去除 率能維持ISOmin，運(yùn)表明改性催化劑對COS和CS2的去除有明顯的效果。
[0030] 實(shí)施例3 本實(shí)施例所述同時(shí)脫除幾基硫和二硫化碳催化劑的制備方法，具體包括W下步驟： 將C3N4加入質(zhì)量百分比濃度為12%的金屬鹽(硝酸鋒與硝酸鶴的質(zhì)量比為5:1)溶液中 超聲浸潰60分鐘(超聲浸潰的溫度為30°C，超聲波頻率為28曲Z)，再將浸潰后的浸潰后的 半導(dǎo)體材料放入2000轉(zhuǎn)/分鐘的離屯、機(jī)中離屯、120分鐘，再將離屯、后的半導(dǎo)體材料過濾， 再將過濾后的固體材料在135°C下鼓風(fēng)干燥6小時(shí)，即制得改性光催化劑。
[0031] 催化劑的活性測試在〇3mmX100mm的固定床石英反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)條件為：CS2