[发明专利]一种用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料

说明书

本发明公开了一种用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，由化合物Z溶于酸性水溶液后，加入汞盐进行反应，过滤后冷冻干燥制得。本发明的吸附材料具有成本低，吸附效率高，且吸附操作简单的特点。

技术领域

本发明涉及一种纳米框架材料，特别是一种用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料。

背景技术

硫化氢广泛存在于沼气和天然气中，自然成因包括生物降解、微生物硫酸盐还原、热化学分解、硫酸盐热化学还原等。低浓度时有刺激性臭鸡蛋气味，浓度极低时便有臭味，有剧毒(LC50＝444ppm500ppm)。硫化氢在空气中的最高容许浓度是10mg/m³。当浓度≥760mg/m³(502ppm)时，人会很快出现急性中毒，呼吸麻痹而死亡，当硫化氢浓度介于300～760mg/m³(198～502ppm)时，可引发肺水肿、支气管炎及肺炎、头痛、头昏、恶心、呕吐、排尿困难。硫化氢不仅对人体毒性很大，而且易燃易爆，极易腐蚀金属堵塞管道，工厂排放的尾气及天然气即使含有少量的硫化氢也会对环境造成很大的污染，有时很多资源由于低浓度的硫化氢的存在而被浪费了。凡含硫的化合物通过各类反应都有生成硫化氢的可能性，从数量上来说，炼油厂、天然气净化厂、煤气净化厂等是硫化氢的主要工业来源。多年以来，大量研究人员对天然气、煤气层和沼气等含硫气体的脱硫问题进行了大量研究。

目前常用的脱硫方法可分为干法和湿法脱硫两大脱硫工艺。干法脱硫包括铁法、氧化铁法、NCA固体吸收法、分子筛法、膜分离法等，该工艺主要适于气体精细脱硫，其硫含量相对较低，脱硫剂大多不能再生，需要废弃；湿法脱硫包括液相氧化法、液相催化法、碳酸钠或醇胺吸收法等，该工艺能够适应较高负荷的脱硫要求，脱硫效率较高，可连续操作，应用面较宽，其中尤以液相氧化法的优点较为突出，但是工艺复杂，容易产生二次污染，投资大，一般厂家难以承受。一般金属氧化物脱硫效果好，但对金属氧化物的利用率低，成本较高；以微孔为主的普通活性炭材料被广泛用做吸附剂，但在硫化氢的吸附过程中，容易出现孔道的堵塞，吸附容量低。因此研制成本低、吸附效率高、吸附流程简单的硫化氢吸附材料是一个环境材料方面的重要问题。

基于以上背景，本发明提供了一种可吸附硫化氢气体的纳米框架材料，该吸附材料成本低，且吸附过程涉及的装置简便。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料。本发明的吸附材料具有成本低，吸附效率高，且吸附操作简单的特点。

本发明的技术方案：一种用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，由化合物Z溶于酸性水溶液后，加入汞盐进行反应，过滤后冷冻干燥制得；所述化合物Z的结构式如下：

前述的用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，所述酸性水溶液的pH值为2-4。

前述的用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，所述酸性水溶液为硝酸溶液或者盐酸溶液。

前述的用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，所述汞盐为高氯酸汞或氯化汞。

前述的用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，所述化合物Z与汞盐的摩尔比为1:1-3。

前述的用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，所述化合物Z与汞盐的摩尔比为1:2。

前述的用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，所述冷冻干燥的温度为-70℃至-90℃，时间1-5h。

前述的用于吸附硫化氢气体的纳米框架材料，所述冷冻干燥的温度为-80℃，时间3h。

本发明的有益效果

1、本发明的化合物Z的合成成本较低，框架材料原料皆是比较廉价易得的。同时，本发明框架材料在吸附硫化氢之后，可加入乙醇溶液将化合物Z提取出来，原料具有可回收性，从而将成本降低了。