[發明專利]一種可再生高效催化分解甲硫醇的催化劑制備方法

有效

• 申請號: 201710128182.4
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN107081169B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 羅永明;陳定凱;張黎明;趙雨桐;何德東;陳然;何昱軒;陸繼長;鐘麗萍;劉峰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J29/78
• 分類號: B01J29/78;B01J29/90;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種可再生高效催化分解甲硫醇的催化劑制備方法，將含鉻元素的化合物溶液均勻浸漬在焙燒過的介孔分子篩上，然后干燥、焙燒，得到最終產品。制得的催化劑活性和催化壽命明顯高于未改性的介孔分子篩，且催化劑可進行多次失活再生循環，對甲硫醇催化分解性能均可恢復至新鮮催化劑水平，本發明具有良好的工業應用前景。

技術領域

本發明涉及一種可再生高效催化分解甲硫醇的催化劑制備方法，屬于惡臭氣體處理技術領域。

背景技術

甲硫醇作為一種特殊的揮發性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs），在空氣中易累積形成有機氣溶膠，導致大氣光化學煙霧和霧霾等嚴重的大氣污染問題。甲硫醇也具有嗅閾值低和高毒、高腐蝕的性質，會引起人體神經系統麻醉；如果長期工作或生活在濃度很高的環境中，會引發呼吸系統問題，嚴重時會導致呼吸癱瘓。同時甲硫醇具有的高酸度會腐蝕反應設備。此外，甲硫醇來源極其廣泛，主要來源于石油加工過程、天然氣、煉焦爐、制革廠、造紙廠、污染控制設施（廢水處理系統、衛生填埋系統）。因此，對甲硫醇處理技術的應用基礎研究已是迫在眉睫，針對工業生產過程中的甲硫醇尾氣治理以及石油產品中硫醇去除的研究工作具有重要的現實意義。

國內外針對甲硫醇脫除的方法主要有吸附法、堿液吸收法、燃燒法、生物法以及催化分解法等。吸附法凈化效率很高，尤其對低濃度有害氣體的凈化程度高，但吸附劑的容量有限，再生比較麻煩，有二次污染問題。吸收法對硫醇的吸收率較高，處理成本低，操作簡便，其缺點是接觸反應時間較長，氣液接觸不能很完善，脫除不徹底，用于處理低濃度工業尾氣時，難以確保尾氣達標排放。催化燃燒法凈化效率高，操作溫度較低、能耗較少，但催化劑較為昂貴，且易于中毒，一次性投資略偏高。微生物法可在常溫、常壓下進行，成本低且不會產生二次污染，但占地較大，菌種的篩選培養較為困難，見效稍慢，對于低濃度甲硫醇廢氣，由于其濃度低，微生物生長受到抑制，脫除不徹底。而催化分解法因無需添加任何試劑、污染較少而成為國內外一個重點研究方向。在催化分解領域，催化劑的選擇是關鍵。

目前，國外學者主要利用鈰基催化劑、HZSM-5分子篩及稀土改性HZSM-5等系列催化劑分解甲硫醇。但前兩類催化劑普遍存在容易失活問題（如HZSM-5分子篩在線反應6h后，催化劑就開始失活；納米CeO₂催化分解甲硫醇壽命僅10h）。對HZSM-5稀土改性后，催化壽命顯著提高，甲硫醇完全轉化壽命可持續60h以上，而催化劑反應活性沒有明顯提高，550℃下才使甲硫醇完全轉化。因此，對于高效去除惡臭氣體甲硫醇，消除甲硫醇對環境的污染，尋求活性更好、穩定性更好的催化劑是關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可再生高效催化分解甲硫醇的催化劑制備方法，包括以下步驟：

（1）將介孔分子篩移入馬弗爐中，在400～600℃下焙燒1～6h，備用；

（2）以焙燒后的介孔分子篩為載體，將焙燒后的介孔分子篩加入到含鉻化合物溶液中，含鉻化合物與介孔分子篩的質量比為1.5~160:100，溶液量以使載體正好完全浸漬為度，使其浸漬均勻，在常溫下浸漬12h；

（3）將浸漬處理過的介孔分子篩在80～100℃下干燥2～6h后移入馬弗爐中，于400～600℃下焙燒1～6h，即得所述催化劑。

所述介孔分子篩為MCM-41、SBA-15、SBA-16、KIT中的任意一種，可通過市購獲得。

所述含鉻化合物為硝酸鉻、硫酸鉻、氯化鉻、重鉻酸鹽、鉻酸鹽中的任意一種。

制得的催化劑的組成成分重量百分比為：74.5～99.5%的介孔分子篩與0.5～25.5%的鉻元素。

制得的催化劑可在以下反應條件下對甲硫醇進行催化分解：催化反應溫度是250～600℃；催化反應的壓力是常壓；甲硫醇氣體在總的氣體中的含量為1～100000ppm；甲硫醇氣體的氣時空速范圍為500～50000h^-1。