中，并将石英管置于管式炉中在600°C下氮气保护活化3h，升温速率5°C /min，氮气保护冷却至室温后得到活化料；用0.lmol/L的硝酸浸洗，并用热蒸馏水漂洗至pH为6.5-7.0(近中性)，过滤后于110°C下在鼓风干燥箱中干燥4h ;将干燥后的生物炭加入硝酸铜溶液(硝酸铜质量为干燥后的生物炭的质量的3%)中超声浸渍50分钟，再将浸渍后的生物炭在110°C下于鼓风干燥箱中干燥5小时，然后在400°C下焙烧4小时；将焙烧后的生物炭放入氢氧化钠溶液(氢氧化钠质量为生物炭的质量的10%)中超声浸渍30分钟，再将浸渍后的生物炭在100°C下于鼓风干燥箱中干燥5小时，即制得生物炭基吸附剂。将生物炭基吸附剂放入平行板式DBD反应器中，在25V电压下，放电间隙为6_，在氮气条件下进行改性15分钟，即可制得低温等离子体改性生物炭基吸附剂。吸附剂的活性测试在Φ4_Χ 10mm的固定床石英反应器中进行。反应条件为=H2S浓度840mg/Nm3，空速60000h \反应温度60°C，反应出口未检测到H2S的时间持续了 2h ;吸附H2S的吸附曲线如图2所示。
[0019]实施例3
将研磨筛分至40-60的烟杆活性炭和活化剂KOH按K0H/C(2: I)充分混合后放入石英管中，并将石英管置于管式炉中在700°C下氮气保护活化5h，升温速率5°C /min，氮气保护冷却至室温后得到活化料；用0.lmol/L的硝酸浸洗，并用热蒸馏水漂洗至pH为6.5-7.0(近中性)，过滤后于110°C下在鼓风干燥箱中干燥4h ;将干燥后的生物炭加入5%生物炭质量的硝酸铈溶液(硝酸铈质量为干燥后的生物炭的质量的10%)中超声浸渍30分钟，再将浸渍后的生物炭在110°C下于鼓风干燥箱中干燥7小时，然后在400°C下焙烧4小时；将焙烧后的生物炭放入氨水(生物炭的质量为氢氧化钠溶液质量的50%)中超声浸渍30分钟，再将浸渍后的生物炭在110°C下于鼓风干燥箱中干燥4小时，即制得生物炭基吸附剂。将生物炭基吸附剂放入针板式DBD反应器中，在15V电压下，放电间隙为6_，以及在空气条件下进行改性5分钟，即可制得低温等离子体改性生物炭基吸附剂。吸附剂的活性测试在Φ4_Χ100_的固定床石英反应器中进行；反应条件为=H2S浓度800mg/Nm3，空速60000h \反应温度60°C，反应出口未检测到H2S的时间持续了 1.5h ;吸附H2S的吸附曲线如图3所示。
[0020]实施例4
将研磨筛分至40-60的核桃壳活性炭和活化剂KOH按K0H/C(2: I)充分混合后放入石英管中，并将石英管置于管式炉中在700°C下氮气保护活化lh，升温速率5°C /min,氮气保护冷却至室温后得到活化料；用0.lmol/L的硝酸浸洗，并用热蒸馏水漂洗至pH为6.5-7.0(近中性)，过滤后于110°C下在鼓风干燥箱中干燥4h ;将干燥后的生物炭加入的Fe/Ce为2:1的硝酸铁与硝酸铈的混合溶液(其中硝酸铁质量为干燥后的生物炭的质量的15%)中超声浸渍30分钟，再将浸渍后的生物炭在110°C下于鼓风干燥箱中干燥7小时，然后在400°C下焙烧4小时；将焙烧后的生物炭放入氢氧化钾(氢氧化钾为生物炭的质量的20%)中超声浸渍30分钟，再将浸渍后的生物炭在110°C下于鼓风干燥箱中干燥4小时，即制得生物炭基吸附剂。将生物炭基吸附剂放入同轴式DBD反应器中，在30V电压下，放电间隙为6mm，以及在氨气条件下进行改性10分钟，即可制得低温等离子体改性生物炭基吸附剂。吸附剂的活性测试在Φ4ι?πιΧ 10mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为:H2S浓度800mg/Nm3，空速60000h \反应温度60°C，反应出口未检测到H2S的时间持续了 3h ;吸附H2S的吸附曲线如图4所示。
[0021]实施例5
将研磨筛分至40-60的核桃壳活性炭和活化剂KOH按K0H/C(2: I)充分混合后放入石英管中，并将石英管置于管式炉中在700°C下氮气保护活化lh，升温速率5°C /min,氮气保护冷却至室温后得到活化料；用0.lmol/L的硝酸浸洗，并用热蒸馏水漂洗至pH为6.5-7.0(近中性)，过滤后于110°C下在鼓风干燥箱中干燥4h ;将干燥后的生物炭加入的Fe/Cu为2:1的硝酸铁与硝酸铜的混合溶液(其中硝酸铁质量为干燥后的生物炭的质量的5%)中超声浸渍30分钟，再将浸渍后的生物炭在110°C下于鼓风干燥箱中干燥7小时，然后在400°C下焙烧4小时；将焙烧后的生物炭放入氢氧化钾(氢氧化钾为生物炭的质量的20%)中超声浸渍30分钟，再将浸渍后的生物炭在110°C下于鼓风干燥箱中干燥4小时，即制得生物炭基吸附剂。将生物炭基吸附剂放入平行板式DBD反应器中，在30V电压下，放电间隙为6mm，以及在氨气条件下进行改性10分钟，即可制得低温等离子体改性生物炭基吸附剂。吸附剂的活性测试在Φ4ι?πιΧ 10mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为:H2S浓度800mg/Nm3，空速60000h \反应温度60°C，反应出口未检测到H2S的时间持续了 2.5h ;吸附H2S的吸附曲线如图5所示。
【主权项】
1.一种脱除硫化氢的改性生物炭基吸附剂的制备方法，其特征在于按如下工艺步骤进行: (1)将生物炭化料磨碎到40-60目，备用； (2)按KOH与生物炭化料按质量比为的比例将KOH与生物炭混合后置于500-7000C的温度条件下氮气保护活化l~5h，氮气保护冷却至室温后得到活化后生物炭，其中，升温速率为5 °C /min ; (3)用0.lmol/L?lmol/L硝酸浸洗，并用蒸馈水漂洗至pH为6.5-7.0，过滤后于90?120°C的温度条件下干燥6~8h ; (4)将干燥后的生物炭加入金属盐溶液中超声浸渍30?60分钟，其中，金属盐的加入量为干燥后的生物炭的质量的1-10% ;然后将浸渍后的生物炭在110°C温度条件下干燥4?7小时，然后在300?600°C下焙烧3?6小时； (5)将焙烧后的生物炭放入碱性溶液中超声浸渍30?60分钟，其中，碱性溶液中溶质的质量为焙烧后生物炭的质量的10-30%，然后将浸渍后的生物炭在100?150°C下于鼓风干燥箱中干燥4?7小时，即制得生物炭基吸附剂； (6)将生物炭基吸附剂放入介质阻挡放电反应器中，在10?50V电压下，在气氛NH3、N2、02或者空气条件下进行改性5?15分钟，即可制得低温等离子体改性生物炭基吸附剂。2.根据权利要求1所述的以生物炭为载体的脱除硫化氢吸附剂，其特征在于:所述的金属盐为可溶性铁盐、铜盐、锌盐、镍盐、钴盐、钙盐、镁盐、钡盐、锰盐、硝酸镧、硝酸铈中的一种或多种按任意比例混合。3.根据权利要求1所述的以生物炭为载体的脱除硫化氢吸附剂的制备方法，其特征在于:碱性溶液为KOH、NaOH或氨水溶液中的一种或多种混合，碱性溶液的质量百分比浓度为20-50%ο4.根据权利要求1所述的以生物炭为载体的脱除硫化氢吸附剂的制备方法，其特征在于:所述介质阻挡放电反应器为包括板板式、针板式或者同轴式。
【专利摘要】本发明公开了一种脱除硫化氢的改性生物炭基吸附剂的制备方法，属于吸附剂制备领域；本发明以生物炭为载体，且以低温等离子体进行改性后制备出吸附硫化氢的吸附剂；生物炭载体主要包括核桃壳、椰子壳、木质、杏壳、烟杆、花生壳等原材料制得，加入金属盐溶液中超声浸渍后干燥，然后焙烧；将焙烧后的生物炭放入碱性溶液中超声浸渍后干燥；最后在NH3、N2、O2或者空气条件下使用不同DBD反应器进行低温等离子体的改性后制得改性生物炭基吸附剂。本发明制备方法操作简单，成本低，易实现工业化应用，在较低温度下也具有较好的脱除效果，可广泛用于各类气源中硫化氢的脱除。
【IPC分类】B01J20/20, B01D53/02, B01J20/30
【公开号】CN105056882
【申请号】CN201510422403
【发明人】李凯, 刘思健, 宁平, 汤立红, 刘贵, 王驰
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月20日