一种铜硅复合脱硫剂的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种铜娃复合脱硫剂的制备方法，属多孔有序氧化铜基脱硫剂的制备 及应用的技术领域。
【背景技术】
[0002] 氧化铜与硫化氢反应具有显著的热力学优势，还有高的反应速率，氧化铜可以将 硫化氢从5000ppm减小至0· 66ppm，是一种广泛使用的脱硫剂活性组分；Mei Xue等人采用 共沉淀法制备了系列金属氧化物Ag、Cu、Zn、Co、Ni、Ca、Mn、Sn，可在常温下静态脱除硫化氢， 结果显示，氧化铜具有很高的硫化氢吸附硫容；但是氧化铜也有缺点，很容易聚集造成晶粒 长大从而降低脱硫效率，而且在脱硫过程中氧化铜表面会形成一层致密的硫化物，堵塞脱 硫剂的内部孔道，限制硫化氢向脱硫剂内部新鲜氧化铜扩散，导致其利用率降低；因此，优 化脱硫剂的织构与改善活性组分的形貌特性是提高氧化铜基脱硫剂高效利用的重要方向。
【发明内容】
[0003] 发明目的
[0004] 本发明的目的是针对【背景技术】的状况和不足，以甲基丙烯酸甲酯、硝酸铜和正硅 酸乙酯为原料，通过制备聚甲基丙烯酸甲酯微球模板、多孔铜硅复合物、氨化处理，制得铜 娃复合脱硫剂，以提尚脱硫效果。
[0005] 技术方案
[0006] 本发明使用的化学物质材料为甲基丙烯酸甲酯、过硫酸钾、硝酸铜、正硅酸乙酯、 乙二醇、氨水、无水甲醇、无水乙醇、去离子水、氮气、氧气，其准备用量如下：以克、毫升、厘 米 3为计量单位
[0007] 甲基丙烯酸甲酯：C5H802 25mL±0.001mL 过硫酸钾：K2S208 0.2g±0.001g 硝酸铜：Cu(N03)2 9.697 g±0.001g 正硅酸乙酯：Si(OC2H5)4 4.54mL士0.001 mL 乙二醇：C2H6〇2 6.24rnL±0.001iTiL 氨水：ΝΗ3·Η20，浓度 27% 20mL.±]mL 无水甲醇：CH3OH 4.16mL±〇._lmL 尤艰乙酔：C2H5OH 4.62 mL±0.001mL ? 离 /·水：H20 250 inL+0.001mL H2O 2000 mL±10niL. 氮7 C: N： 300000 cm;±10() cm5 K'C： 〇2 200000 cni^lOOcm1
[0008] 制备方法如下：
[0009] (1)，制备聚甲基丙烯酸甲酯微球模板
[0010] 制备聚甲基丙烯酸甲酯微球模板是在三口烧瓶中进行的，是在水浴加热、磁子搅 拌、水循环冷凝、氮气保护下完成的；
[0011] ①，将三口烧瓶置于水浴缸内，水浴缸置于电加热器上，水浴缸内加入水浴水，水 浴水要淹没三口瓶体积的4/5 ;
[0012] ②，在三口烧瓶上由左至右依次插入氮气管、加液漏斗、水循环冷凝管；
[0013] ③，量取甲基丙烯酸甲酯25mL±0.0 OlmL、去离子水250mL±0.0 OlmL，称取过硫酸 钾0. 2g±0. 001g，加入三口烧瓶中，成混合溶液；
[0014] ④，开启氮气管，向三口烧瓶输入氮气，氮气输入速度60cm3/min ;
[0015] 开启水循环冷凝管，进行水循环冷凝；
[0016] 磁子搅拌器进行搅拌；
[0017] ⑤，开启电加热器，加热三口瓶内的混合溶液，加热温度70°C ±1°C，加热时间 120min ；
[0018] 三口烧瓶内的混合溶液在水浴加热、搅拌过程中将发生聚合反应，反应方程式如 下：
[0020] 式中
聚甲基丙烯酸甲酯，聚合度η = 1080 ;
[0021] 聚合反应后停止加热、停止水循环冷凝，混合溶液在氮气保护下随瓶冷却至25°C ;
[0022] ⑥，离心分离，将冷却后的混合溶液置于分离管内，进行离心分离，分离转数 3500r/min，分离时间500min，分离后留存沉淀物，弃去分离液；
[0023] ⑦，真空干燥，将沉淀物置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度 40°C，真空度8Pa，干燥时间1440min，干燥后成胶晶模板，即聚甲基丙烯酸甲酯微球模板；
[0024] (2)，制备多孔铜硅复合物
[0025] ①，切制胶晶模板
[0026] 将干燥的胶晶模板置于钢质平板上，用刀具切制成小块，小块尺寸 5mm X 5mm X 5mm ；
[0027] ②，配制混合溶胶
[0028] 称取硝酸铜9. 697g±0. 001g，量取正硅酸乙酯4. 54mL±0.0 OlmL、乙二醇 6. 24mT, + 0.0 OlmL、无水甲醇 4. 16mL±0.0 OlmL、无水乙醇 4. 62mL±0.0 OlmL,置于烧杯中， 搅拌120min，成混合溶胶；
[0029] ③，渗透浸渍胶晶模板
[0030] 将切制的胶晶模板小块置于混合溶胶中，进行渗透浸渍，渗透浸渍时间480min ;
[0031] ④，抽滤
[0032] 将浸有模板的混合溶胶置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤 饼，弃去滤液；
[0033] ⑤，真空干燥
[0034] 将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为40°C，真空度 10Pa，干燥时间12h ;
[0035] ⑥，焙烧
[0036] 焙烧是在真空焙烧炉内进行的，是在加热、抽真空、氮气+氧气气氛下完成的；
[0037] 清理真空焙烧炉，使炉内洁净；
[0038] 将真空干燥后的滤饼置于石英容器中，然后置于真空焙烧炉内的工作台上，并密 闭；
[0039] 开启真空栗，抽取炉内空气，使炉内压强达8Pa ;
[0040] 向炉内输入氮气+氧气的混合气体，氮气与氧气的体积比为7:3,氮气+氧气的输 入速度为300cm 3/min，使炉内压强恒定0.1 MPa ;
[0041 ] 开启真空焙烧炉加热器，加热速率1°C /min,加热温度300°C，在此温度恒温保温 120min ；
[0042] 继续加热至500°C ± 2°C，在此温度恒温保温90min ;
[0043] 焙烧后，关闭加热器，使其随炉冷却至25°C，石英容器中的产物即为多孔铜硅复合 物颗粒；
[0044] (3)，氨化处理多孔铜硅复合物
[0045] 多孔铜硅复合物的氨化处理是在氨化处理器上进行的，是在恒温加热、氨气吸附 过程中完成的；
[0046] ①，将氨水20mL± lmL，加入氨气发生器的单口烧瓶内；
[0047] ②，将多孔铜硅复合物颗粒置于氨化处理器内；
[0048] ③，开启氨气发生器的电加热器，加热温度40°C ±0. 5°C，并恒定；
[0049] ④，氨水加热产生的氨气进入氨化处理器内，氨气吸附于多孔铜硅复合物颗粒表 面；
[0050] 转动氨化处理器，使氨气吸附均匀；
[0051] 氨化处理时间120min ;
[0052] 氨化处理后铜硅复合物呈碱性，为终产物铜硅复合脱硫剂；
[0053] ⑷，检测、分析、表征
[0054] 对制备的铜硅复合脱硫剂的形貌、色泽、成分、化学物理性能进行检测、分析、表 征；
[0055] 用场发射扫描电子显微镜进行铜硅复合脱硫剂的微观形貌分析；
[0056] 用X射线衍射仪进行铜硅复合脱硫剂的物相分析；
[0057] 结论：铜硅复合脱硫剂为黑色颗粒状，颗粒为多孔形，孔径尺寸< llOnm，孔径排 列有序，孔之间有小孔连通，小孔尺寸彡25nm，产物纯度达99. 3 % ;
[0058] (5)，产物存储
[0059] 对制备的铜硅复合脱硫剂颗粒储存于棕色透明的玻璃容器内，密闭避光保存，要 防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20°C，相对湿度< 10%。
[0060] 有益效果
[0061] 本发明与【背景技术】相