[發明專利]一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410259748.3
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104014377A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 王旭珍;詹冬武;劉洋;邱介山
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J35/10;B01J21/18;B01J27/232;B01J23/04;C01B17/04;B01D53/52;B01D53/86
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 徐雪蓮

1.一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于，該制備方法按照如下步驟進行：

(1)?將鐵鹽分散在中性溶劑中得到鐵鹽溶液；

(2)?將納米碳酸鈣置入上述鐵鹽溶液中，充分浸漬；

(3)?將上述浸漬混合物過濾，干燥，得到負載有鐵鹽的納米碳酸鈣；

(4)?以負載有鐵鹽的納米碳酸鈣為模板，惰性氣體為保護氣，氫氣為還原氣，引入碳源，通過兩段式化學氣相沉積法制備碳納米籠-碳納米管-殘余模板的復合材料，再用稀鹽酸洗滌去除殘余模板，過濾，水洗至中性，干燥，得到碳納米籠-碳納米管復合物；

(5)?將碳納米籠-碳納米管復合物等體積浸漬一定量的堿性物質，干燥，得到無金屬脫硫催化劑。

2.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(1)中的鐵鹽選自硝酸鐵、氯化鐵、二茂鐵和硫酸鐵中的一種或幾種混合。

3.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(1)中的中性溶劑選自水、乙醇、丙酮、苯、乙醚、環己烷和汽油中的一種或幾種混合。

4.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(2)中的納米碳酸鈣是粒徑為20-60?nm的小顆粒。

5.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(4)中的惰性氣體選自氮氣、氬氣和氦氣中的一種或幾種混合，流量為100-800?sccm，優選270?sccm。

6.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(4)中的碳源選自低升華點的固體碳源、液體碳源和氣體碳源中的一種或幾種混合。

7.根據權利要求6所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述低升華點的固體碳源選自樟腦、三聚氰胺、雙氰胺、六亞甲基四胺和咪唑中的一種或幾種混合；所述液體碳源選自吡啶、蒽油、洗油、環己烷、苯、甲苯、吡咯、水合肼和二甲基甲酰胺液態脂肪烴類、雜環烴類、腈類和胺類中的一種或幾種混合；所述氣體碳源選自甲烷、乙烯和乙炔中的一種或幾種混合。

8.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(4)中兩段式化學氣相沉積法的氫氣流量為10-200?sccm，優選30?sccm；

第一階段的目的是在確保納米碳酸鈣不被熱分解的溫度條件下，通入氫氣還原鐵鹽為單質鐵作為原位生長碳納米管的催化劑，并第一次引入碳源、初步形成碳納米籠，反應溫度為400-550℃，優選500℃；碳源與模板的質量比為1:0.1-1:10，優選1:2；反應時間為5-120?min，優選30?min；

第二階段的目的是在一個比較適于生長碳納米管的溫度條件下，第二次引入碳源、原位生長碳納米管，同時進一步完善形成碳納米籠，得到所需復合物，反應溫度為600-900℃，優選800℃；碳源與模板的質量比為1:0.1-1:10，優選1:2；反應時間為5-120?min，優選30?min。

9.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(5)中的堿性物質選自碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或幾種混合，等體積浸漬堿的量一般為1-50?wt.%。

10.根據權利要求1所述的一種室溫高效催化氧化脫硫的無金屬催化劑的制備方法，其特征在于：所述(5)無金屬脫硫催化劑中的碳納米籠和碳納米管在堿性條件下協同催化氧化硫化氫，具有優異的催化脫硫性能。