[发明专利]一种复合型催化剂用于催化分解硫化氢的方法有效
申请号: | 201910223600.7 | 申请日: | 2019-03-22 |
公开(公告)号: | CN109759106B | 公开(公告)日: | 2021-09-24 |
发明(设计)人: | 徐文涛;陈佳楠;周继承;朱俊 | 申请(专利权)人: | 湘潭大学 |
主分类号: | B01J27/224 | 分类号: | B01J27/224;C01B3/04;C01B17/04 |
代理公司: | 长沙欧诺专利代理事务所(普通合伙) 43234 | 代理人: | 欧颖;刘烽 |
地址: | 411105*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 复合型 催化剂 用于 催化 分解 硫化氢 方法 | ||
1.一种复合型催化剂用于催化分解硫化氢的方法,其特征在于,所述方法包括所述复合型催化剂在微波场下直接催化硫化氢分解生成氢气和硫磺,所述复合型催化剂包括碳复合的至少一种过渡金属碳化物作为活性组分和碳化硅作为载体,用M表示所述过渡金属时,MC即过渡金属碳化物,所述复合型催化剂表示为C-MC/SiC,且MC为选自碳化钼、碳化钴、碳化铁和碳化钨中的一种或多种,所述活性组分的质量含量为1~99%,所述载体的质量含量为1~99%。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述方法的具体步骤是在微波反应器的石英管中填充所述复合型催化剂形成微波催化剂床层,然后通入含硫化氢的混合气体使其发生气-固相微波催化反应,实现硫化氢的直接分解。
3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,具体地,先将石棉填入微波反应器的反应石英管中,便于固定催化剂床层,再将所述复合型催化剂放入石英管中形成微波催化剂床层,把温度传感器插入催化剂床层的中央,然后通入含硫化氢的混合气体,使其发生气-固相催化反应,实现硫化氢的直接分解。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述硫化氢直接分解的反应温度为500~1000℃;微波催化硫化氢直接分解的功率为100~1350W。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,含硫化氢的混合气体中硫化氢的含量为50vol%以下。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述方法,其特征在于,所述复合型催化剂为C-Mo2C-Co2C/SiC,且所述复合型催化剂中载体碳化硅与过渡金属碳化物的质量之比为1:0.05~0.5。
7.根据权利要求1~5中任意一项所述方法,其特征在于,所述载体为碱溶液处理后的碳化硅,所述碱溶液为氢氧化钠或者氢氧化钾溶液中的至少一种;所述碳化硅经碱处理的具体步骤包括:将碳化硅放入碱溶液中,处理温度为50~90℃,处理时间为1~6小时,所述碱溶液的摩尔浓度为0.2~4mol/L。
8.根据权利要求1~5中任意一项所述方法,其特征在于,所述复合型催化剂的制备方法的具体步骤包括:先将过渡金属盐用纯水溶解形成过渡金属盐溶液,且将碳化硅经碱处理后与所述过渡金属盐溶液搅拌形成混合液;再将混合液蒸干、干燥和在300~700℃下煅烧得到复合型催化剂的前驱体;之后将所述前驱体在微波反应器条件下和在700~900℃下用甲烷气体处理所述前驱体,使得所述前驱体碳化,冷却即得到所述复合型催化剂C-MC/SiC。
9.根据权利要求8所述方法,其特征在于,煅烧得到前驱体的温度为450~550℃,煅烧时间为4~6小时;微波碳化处理所述前驱体的温度为750~850℃,碳化处理的时间为0.5~1.5小时;在将前驱体用甲烷气体进行微波碳化处理之前,还包括在微波反应器中通入氮气的步骤,在微波反应器达到微波碳化前驱体的目标温度之前,反应器中保持使用氮气吹扫。
10.根据权利要求8所述方法,其特征在于,将混合液蒸干和干燥的步骤具体包括:将混合液先在35~45℃下陈化0.5~2小时,再在65~75℃下蒸发2小时以上,然后在75~85℃下干燥12小时以上;且所述过渡金属盐为钼酸铵、六水合硝酸钴、六水合硝酸铁和硝酸钨中的至少一种。
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