[发明专利]氧化铁复合脱硫剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氧化铁复合脱硫剂及其制备方法和应用，属于气体净化脱硫领域。该制备方法包括以下步骤：对碳基材料进行氧化处理，得到氧化后的碳基材料；将氧化后的碳基材料与氧化铁的前驱体和氧化钙的前驱体混合，得到第一反应料；静置所述第一反应料以得到第二反应料；将所述第二反应料在惰性气氛下焙烧，得到氧化钙和氧化铁共负载于碳基材料上的所述氧化铁复合脱硫剂。该制备方法无需外加溶剂，制备过程简便、绿色、经济且环保，并且该制备方法获得的复合脱硫剂由于氧化钙的存在而提高了常温下无氧气氛中氧化铁的脱硫效率。

技术领域

本发明涉及气体净化脱硫领域，具体涉及一种氧化铁复合脱硫剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着双碳目标的提出和环保法规的日益严格，化石能源低碳、清洁、高效利用是未来发展的主方向。硫化氢(H₂S)普遍存在于各种化石能源中，例如天然气、煤制气和液化石油气。H₂S气体的存在会毒害下游工艺过程中所使用的金属催化剂，如果未经净化处理直接排放到大气中，H₂S还会被大气中的氧气氧化生成SO₂，导致酸雨和雾霾的形成。因此H₂S的高效脱除对于环境保护具有非常重要的推动作用。

根据脱硫温度的不同，脱硫过程可分为高温脱硫、中温脱硫和常低温脱硫。随着质子交换膜燃料电池等新兴技术的发展，常低温脱硫越来越受到人们的关注。金属氧化物化学吸附法是利用金属与硫之间的强键合作用将H₂S中的硫固定下来，从而实现脱硫的目的。金属氧化物脱硫过程是一个放热过程，在常低温条件下其脱硫精度更高。氧化铁是一种普遍使用的金属氧化物脱硫剂，具有储量丰富、成本低、理论硫容高和易再生等优点。但受反应动力学的限制，氧化铁脱硫剂在常温条件下的脱硫活性非常低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明的实施例提供了一种氧化铁复合脱硫剂及其制备方法和应用。

根据本发明的一个方面，提供了一种氧化铁复合脱硫剂的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：

对碳基材料进行氧化处理，得到氧化后的碳基材料；

将氧化后的碳基材料与氧化铁的前驱体和氧化钙的前驱体混合，得到第一反应料；

静置所述第一反应料以得到第二反应料；

将所述第二反应料在惰性气氛下焙烧，得到氧化钙和氧化铁共负载于碳基材料上的所述氧化铁复合脱硫剂。

根据本发明的另一方面，提供了一种氧化铁复合脱硫剂，其中，所述氧化铁复合脱硫剂包括碳基材料、氧化铁和氧化钙，所述氧化铁复合脱硫剂是根据前述实施例中任一实施例所述的制备方法获得的氧化钙和氧化铁共负载于碳基材料上的氧化铁复合脱硫剂，所述氧化铁复合脱硫剂适用于在常温下在无氧气氛中脱除气体中的硫化氢。

根据本发明的又一方面，提供了一种氧化铁复合脱硫剂的应用，所述氧化铁复合脱硫剂用于在常温下在无氧气氛中脱除气体中的硫化氢，所述氧化铁复合脱硫剂是根据前述实施例中任一实施例所述的氧化铁复合脱硫剂，或所述氧化铁复合脱硫剂是根据前述实施例中任一实施例所述的制备方法获得的。

根据本发明的氧化铁复合脱硫剂及其制备方法和应用具有以下优点中的至少一个：

(1)本发明的复合脱硫剂由于氧化钙的存在(例如在碳基材料的表面形成异质界面)而提高了其在无氧气氛下的脱硫效率；

(2)本发明的复合脱硫剂中的氧化铁能够同时充当化学吸附剂和催化剂的作用，从而提高了氧化铁在常温下的脱硫效率；

(3)本发明的制备方法利用水溶性铁盐中的结合水将铁盐浸渍到碳基材料的孔道内，无需外加溶剂；

(4)本发明的制备方法的制备过程简便、绿色、经济且环保。

附图说明