[发明专利]一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于，该制备方法按照如下步骤进行：

(1) 将铁盐分散在中性溶剂中得到铁盐溶液；

(2) 将纳米碳酸钙置入上述铁盐溶液中，充分浸渍；

(3) 将上述浸渍混合物过滤，干燥，得到负载有铁盐的纳米碳酸钙；

(4) 以负载有铁盐的纳米碳酸钙为模板，惰性气体为保护气，氢气为还原气，引入碳源，通过两段式化学气相沉积法制备碳纳米笼-碳纳米管-残余模板的复合材料，再用稀盐酸洗涤去除残余模板，过滤，水洗至中性，干燥，得到碳纳米笼-碳纳米管复合物；

(5) 将碳纳米笼-碳纳米管复合物等体积浸渍一定量的碱性物质，干燥，得到无金属脱硫催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(1)中的铁盐选自硝酸铁、氯化铁、二茂铁和硫酸铁中的一种或几种混合。

3.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(1)中的中性溶剂选自水、乙醇、丙酮、苯、乙醚、环己烷和汽油中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(2)中的纳米碳酸钙是粒径为20-60 nm的小颗粒。

5.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(4)中的惰性气体选自氮气、氩气和氦气中的一种或几种混合，流量为100-800 sccm，优选270 sccm。

6.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(4)中的碳源选自低升华点的固体碳源、液体碳源和气体碳源中的一种或几种混合。

7.根据权利要求6所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述低升华点的固体碳源选自樟脑、三聚氰胺、双氰胺、六亚甲基四胺和咪唑中的一种或几种混合；所述液体碳源选自吡啶、蒽油、洗油、环己烷、苯、甲苯、吡咯、水合肼和二甲基甲酰胺液态脂肪烃类、杂环烃类、腈类和胺类中的一种或几种混合；所述气体碳源选自甲烷、乙烯和乙炔中的一种或几种混合。

8.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(4)中两段式化学气相沉积法的氢气流量为10-200 sccm，优选30 sccm；

第一阶段的目的是在确保纳米碳酸钙不被热分解的温度条件下，通入氢气还原铁盐为单质铁作为原位生长碳纳米管的催化剂，并第一次引入碳源、初步形成碳纳米笼，反应温度为400-550℃，优选500℃；碳源与模板的质量比为1:0.1-1:10，优选1:2；反应时间为5-120 min，优选30 min；

第二阶段的目的是在一个比较适于生长碳纳米管的温度条件下，第二次引入碳源、原位生长碳纳米管，同时进一步完善形成碳纳米笼，得到所需复合物，反应温度为600-900℃，优选800℃；碳源与模板的质量比为1:0.1-1:10，优选1:2；反应时间为5-120 min，优选30 min。

9.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(5)中的碱性物质选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种混合，等体积浸渍碱的量一般为1-50 wt.%。

10.根据权利要求1所述的一种室温高效催化氧化脱硫的无金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述(5)无金属脱硫催化剂中的碳纳米笼和碳纳米管在碱性条件下协同催化氧化硫化氢，具有优异的催化脱硫性能。