一种同时脱除羰基硫和二硫化碳催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种同时脱除幾基硫和二硫化碳催化剂的制备方法，属于大气污染控 制领域。
【背景技术】
[0002] 幾基硫（COS)和二硫化碳（CS2)广泛存在于大气环境中，并且COS是对流层和平流 层底的主要含硫气体，它们的来源可分为自然源和人为源。cos和CS2在工业生产和使用过 程中排放到大气环境，会对环境和人体造成严重的污染和危害。在大气中，CS2也可W被催 化氧化成cos。工业生产中微量的cos和CS2对催化剂有毒害作用，使其催化效果和使用寿 命受到严重的影响。由于cos和CS2会通过缓慢的水解反应生成硫化氨（H2S)，腐蚀生产设 备，不仅给工业生产带来了很大的经济损失，而且增加了设备投资和产品成本。同时cos和 CS2的吸入对人类身体健康存在较大的危害。黄憐尾气中cos和CS2是共存的典型有机硫 气体，黄憐尾气的净化及资源化利用前提必须同时脱除cos和CS2。
[000引 目前去除cos和CS2的常用方法是催化水解法，即cos和CS必水解催化剂的作用 下和&0发生水解反应生成C02和Η2S。虽然其产物C02和Η2S的危害性和处理难度都大大 降低，但是也造成了资源的浪费，例如C02不能得到更好的利用等。然而通过光催化剂的作 用，将cos和CS2在极少量氧气的存在条件下光催化氧化还原，使其转变为更有价值的C0和 单质S。运不仅能解决催化产物的利用问题，还减少了反应过程的复杂性和不稳定性。
[0004] 中国专利CN101121123A公开了 "中溫二硫化碳水解催化剂及其制备方法与用 途"的发明。该发明是通过向催化剂中添加改性剂Zr〇2和La2〇3而制成。该催化剂具有较 高的CS2去除率，但是仅用于CS2的催化水解。中国专利CN104607197A公开了 "一种有机 硫加氨催化剂及其制备方法"的发明。该发明是通过向活性炭载体上负载活性组分而制成。 该催化剂具有较高的COS去除率，但是仅用于COS的催化加氨。本发明所设及的改性光催 化剂能高效地同时脱除COS和CS2。
[0005] 目前，关于制备改性光催化剂用W同时脱除COS和CS2的工艺方法未见到报道。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种用于同时脱除幾基硫和二硫化碳的改性光催化剂的制备方法，本 发明所述改性光催化剂不仅能同时脱除cos和CS2,还能有效解决资源化回收利用的问题。
[0007] 本发明所述同时脱除幾基硫和二硫化碳催化剂的制备方法，具体包括W下步骤： (1)将半导体材料加入质量百分比浓度为5~15%的活性金属盐溶液中超声浸溃30~60 分钟。
[0008] (2)将浸溃后的半导体材料放入离屯、机中离屯、分离。
[0009] (3)将离屯、后的半导体材料过滤，滤后的固体材料干燥后即制得改性光催化剂。
[0010] 所述半导体材料为Si化、Ti化、。N4中的一种。
[0011] 所述金属盐溶液为硝酸铁、硝酸铜、硝酸侣、硝酸锋、硝酸儀、硝酸钻、硝酸儘、硝酸 铜、硝酸姉、硝酸鹤中的一种或多种混合溶液。
[0012] 优选的，本发明步骤（1)中超声浸溃的溫度为30~50°C，超声波频率为28~45曲Z。
[0013] 优选的，本发明步骤（2)中离屯、机的转速为1000~2000转/分钟，离屯、时间为 60~120分钟。
[0014] 优选的，本发明步骤（3)中的干燥条件为：100~150°C下干燥4~8小时。
[0015] 本发明的原理为： 采用改性光催化剂，借助烟气中微量化，使COS和CS2催化氧化还原为C0和单质S。催 化剂工作溫度为：50~100°C，CS2脱除效率：高于90%，cos脱除效率：高于90%。主要反应如 下：
本发明的有益效果： (1) 本发明制备方法操作简单，催化剂的制备时间相对较短，原材料、活性金属盐廉价 易得，原材料不受时间和地域的限制，不会产生副反应，最终产物的选择性较强(催化反应 的最终产物为C0和单质S)，同时再生也很方便，易实现工业化应用，在较低溫度下也具有 较好的脱除效果，可广泛用于幾基硫和二硫化碳的同时脱除； (2) 催化剂的应用条件溫和，脱除效率较高，催化剂的工作溫度为《100°C，COS和CS2 的脱除率> 90%。且是首次将光催化剂应用于有机硫的同时脱除。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例1改性光催化剂同时脱除cos和CS2的催化转化效率。
[0017] 图2为本发明实施例2改性光催化剂同时脱除cos和CS2的催化转化效率。
[0018]图3为本发明实施例3改性光催化剂同时脱除COS和CS2的催化转化效率。
[0019] 图4为本发明实施例4改性光催化剂同时脱除COS和CS2的催化转化效率。
[0020] 图5为本发明实施例5改性光催化剂同时脱除COS和CS2的催化转化效率。
[0021] 图6为本发明实施例6改性光催化剂同时脱除COS和CS2的催化转化效率。
[0022] 图7为本发明实施例7改性光催化剂同时脱除COS和CS2的催化转化效率。
[0023] 图8为本发明实施例8改性光催化剂同时脱除COS和CS2的催化转化效率。
[0024]图9为本发明实施例9改性光催化剂同时脱除COS和CS2的催化转化效率。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围并不限于所 述内容，实施例1~9中改性光催化剂的活性可W用COS和CS2的转化率来表示。
[0026] 实施例1 本实施例所述同时脱除幾基硫和二硫化碳催化剂的制备方法，具体包括W下步骤： 将Si化加入质量百分比浓度为5%的硝酸铁溶液中超声浸溃30分钟炮声浸溃的溫度 为30°C，超声波频率为28曲Z)，再将浸溃后的浸溃后的半导体材料放入1000转/分钟的离 屯、机中离屯、60分钟，再将离屯、后的半导体材料过滤，再将过滤后的固体材料在110°C下鼓 风干燥4小时，即制得改性光催化剂。
[0027] 催化剂的活性测试在〇3mmX100mm的固定床石英反应器中进行，反应条件为：CS2 浓度50ppm、COS浓度500ppm、空速lOOOOh1、反应溫度70°C、氧气含量1%，COS和CS2的催 化转化率结果见图1，从图中可W得出100%的CS2去除率能维持210min，100%的COS去除 率能维持150min，运表明改性催化剂对COS和CS2的去除有明显的效果。
[002引 实施例2 本实施例所述同时脱除幾基硫和二硫化碳催化剂的制备方法，具体包括W下步骤： 将Ti化加入质量百分比浓度为15%的硝酸儘溶液中超声浸溃45分钟（超声浸溃的溫 度为30°C，超声波频率为45曲Z)，再将浸溃后的浸溃后的半导体材料放入1800转/分钟的 离屯、机中离屯、90分钟，再将离屯、后的半导体材料过滤，再将过滤后的固体材料在120°C下 鼓风干燥7小时，即制得改性光催化剂。
[0029] 催化剂的活性测试在〇3mmX100mm的固定床石英反应器中进行，反应条件为：CS2 浓度50ppm、COS浓度500ppm、空速lOOOOh1、反应溫度70°C、氧气含量1%，COS和CS2的催 化转化率结果见图2,从图中可W得出100%的CS2去除率能维持240min，100%的COS去除 率能维持ISOmin，运表明改性催化剂对COS和CS2的去除有明显的效果。
[0030] 实施例3 本实施例所述同时脱除幾基硫和二硫化碳催化剂的制备方法，具体包括W下步骤： 将C3N4加入质量百分比浓度为12%的金属盐(硝酸锋与硝酸鹤的质量比为5:1)溶液中 超声浸溃60分钟(超声浸溃的溫度为30°C，超声波频率为28曲Z)，再将浸溃后的浸溃后的 半导体材料放入2000转/分钟的离屯、机中离屯、120分钟，再将离屯、后的半导体材料过滤， 再将过滤后的固体材料在135°C下鼓风干燥6小时，即制得改性光催化剂。
[0031] 催化剂的活性测试在〇3mmX100mm的固定床石英反应器中进行，反应条件为：CS2