本发明涉及脱硫催化剂，具体为一种高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂及其制备方法。
背景技术：
1、羟基氧化铁脱硫催化剂是一种性能优良的脱硫剂，以羟基氧化铁为主要活性成分，具有硫容高、脱硫效率高、反应速度快、稳定性好等优点，能有效脱除各种气体中的硫化氢等含硫杂质。
2、现有技术中，羟基氧化铁脱硫催化剂的催化剂活性位点不足，使得其吸附硫能力较弱，容易阻碍硫化氢扩散，降低其硫容性能。基于此，本发明提供了一种高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂及其制备方法，本发明制备的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂不仅具有较好的穿透硫容性能，还具有优良的比表面积性能，有效提升了羟基氧化铁脱硫催化剂的使用性能。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，包括以下重量百分比原料组成：30～40%羟基氧化铁、20～30%氢氧化钠、10～20%添加剂、4～6%粉料，余量为助剂；
4、所述添加剂的原料由氧化石墨烯、改性四氧化三铁、乙二胺组成；
5、所述改性四氧化三铁的原料由四氧化三铁、甲基异丁基甲酮溶液、处理剂组成。
6、进一步地，所述添加剂由以下方法制得：氧化石墨烯与改性四氧化三铁加入烧杯中，所述氧化石墨烯与改性四氧化三铁的质量比为1：（0.4～0.6），烧杯内加入去离子水，使用磁力搅拌器设定160～200r/min搅拌处理16～20min，完成搅拌后所得产物进行超声处理，超声处理设定200～300w，处理时间为12～16min，超声处理所得产物转移至烧杯中，使用磁力搅拌器设定300～500r/min，搅拌过程中缓慢滴加乙二胺，完成乙二胺的滴加后，磁力搅拌器设定500～600r/min搅拌处理1～3h，搅拌所得产物加入反应釜中，反应釜设定升温至60～80℃，搅拌转速为160～200r/min，设定保温搅拌处理20～30min。
7、进一步地，反应釜中保温搅拌所得产物待冷却至常温，浸入去离子水中浸泡洗涤4～6次，每次浸泡时间为40～60min，制得添加剂。
8、进一步地，所述去离子水质量为氧化石墨烯质量的60～80%，所述乙二胺质量为氧化石墨烯质量的6～8%。
9、进一步地，所述改性四氧化三铁由以下方法制得：四氧化三铁与甲基异丁基甲酮溶液加入反应釜中，反应釜中加入处理剂，反应釜设定升温至80～120℃，搅拌转速为200～300r/min，设定保温搅拌处理20～30min，所得产物进行离心、洗涤处理，之后送入烘箱中，烘箱设定60～70℃干燥处理2～4h，制得改性四氧化三铁，其中，四氧化三铁与甲基异丁基甲酮溶液的质量比为1：（10～20），甲基异丁基甲酮溶液的质量浓度为10～20%。
10、进一步地，所述四氧化三铁选用粉料，粒径为20～40nm。
11、进一步地，所述处理剂由1，2-环氧十二烷、氢氧化钠和去离子水混合制得，所述1，2-环氧十二烷、氢氧化钠和去离子水的质量比为1：（0.1～0.3）：（10～12）。
12、进一步地，所述助剂选用羟甲基纤维素、瓜尔胶、海藻酸钠的等量混合物。
13、进一步地，所述粉料由以下方法制得：粉料选用椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁作为原料，所述椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁的质量比为1：（1.2～1.4）：（0.4～0.6），所述椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁均选用粉料，粒径为4～10μm，所述椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁混匀后加入炭化炉，炭化炉设定升温速率为6～8℃/min，升温至600～800℃，保温1～3h，炭化过程中通入氮气，制得粉料。
14、第二方面，本发明还提供了一种高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂的制备方法，包括以下步骤：
15、按需称取羟基氧化铁和氢氧化钠进行混捏处理，按需称取添加剂、粉料和助剂加入继续进行混捏处理，制得泥料，所述泥料加入反应釜中，反应釜中加入去离子水，所述去离子水质量为泥料质量的20～30%，反应釜设定升温至100～160℃，保温反应20～30h，保温反应结束后，待冷却至常温，所得产物进行洗涤、过滤、干燥、破碎处理，制得高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17、1、本发明中，通过高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂制备过程中添加剂的加入，其中，利用甲基异丁基甲酮溶液作为分散剂，结合处理剂中的1,2-环氧十二烷，能够降低四氧化三铁颗粒的表面能，抑制四氧化三铁颗粒发生团聚现象，增加其活性位点暴露，提升了比表面积和反应活性，乙二胺的加入可以作为桥联剂，通过氨基与氧化石墨烯、四氧化三铁的配位作用，形成三维网络结构，进一步提升了材料的比表面积性能，进而提升了其硫容性能。
18、2、本发明中，通过粉料中多种细颗粒料的加入，椰壳粉、核桃壳粉经过炭化后能够生成高孔隙率碳骨架，提供大比表面积和分级孔隙，促进硫化物的扩散与吸附，通过羟基氧化铁的预负载处理，在炭化过程中羟基氧化铁均匀的嵌入碳基体，形成活性位点富集的复合载体，进一步提升了材料的硫容上限。
1.一种高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于：包括以下重量百分比原料组成：30～40%羟基氧化铁、20～30%氢氧化钠、10～20%添加剂、4～6%粉料，余量为助剂；
2.根据权利要求1所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，所述添加剂由以下方法制得：氧化石墨烯与改性四氧化三铁加入烧杯中，所述氧化石墨烯与改性四氧化三铁的质量比为1：（0.4～0.6），烧杯内加入去离子水，使用磁力搅拌器设定160～200r/min搅拌处理16～20min，完成搅拌后所得产物进行超声处理，超声处理设定200～300w，处理时间为12～16min，超声处理所得产物转移至烧杯中，使用磁力搅拌器设定300～500r/min，搅拌过程中缓慢滴加乙二胺，完成乙二胺的滴加后，磁力搅拌器设定500～600r/min搅拌处理1～3h，搅拌所得产物加入反应釜中，反应釜设定升温至60～80℃，搅拌转速为160～200r/min，设定保温搅拌处理20～30min。
3.根据权利要求2所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，反应釜中保温搅拌所得产物待冷却至常温，浸入去离子水中浸泡洗涤4～6次，每次浸泡时间为40～60min，制得添加剂。
4.根据权利要求3所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，所述去离子水质量为氧化石墨烯质量的60～80%，所述乙二胺质量为氧化石墨烯质量的6～8%。
5.根据权利要求1所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，所述改性四氧化三铁由以下方法制得：四氧化三铁与甲基异丁基甲酮溶液加入反应釜中，反应釜中加入处理剂，反应釜设定升温至80～120℃，搅拌转速为200～300r/min，设定保温搅拌处理20～30min，所得产物进行离心、洗涤处理，之后送入烘箱中，烘箱设定60～70℃干燥处理2～4h，制得改性四氧化三铁，其中，四氧化三铁与甲基异丁基甲酮溶液的质量比为1：（10～20），甲基异丁基甲酮溶液的质量浓度为10～20%。
6.根据权利要求5所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，所述四氧化三铁选用粉料，粒径为20～40nm。
7.根据权利要求5所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，所述处理剂由1，2-环氧十二烷、氢氧化钠和去离子水混合制得，所述1，2-环氧十二烷、氢氧化钠和去离子水的质量比为1：（0.1～0.3）：（10～12）。
8.根据权利要求1所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，所述助剂选用羟甲基纤维素、瓜尔胶、海藻酸钠的等量混合物。
9.根据权利要求1所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂，其特征在于，所述粉料由以下方法制得：粉料选用椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁作为原料，所述椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁的质量比为1：（1.2～1.4）：（0.4～0.6），所述椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁均选用粉料，粒径为4～10μm，所述椰壳粉、核桃壳粉、羟基氧化铁混匀后加入炭化炉，炭化炉设定升温速率为6～8℃/min，升温至600～800℃，保温1～3h，炭化过程中通入氮气，制得粉料。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述的高硫容羟基氧化铁脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：