CN105381815A - 一种催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂其制备方法及应用 - Google Patents
一种催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂其制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂其制备方法及应用，属于催化分解恶臭气体技术领域。本发明所述方法以预处理过的HZSM-5分子筛为载体，用含活性组分稀土元素（钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铒（Er）、钇（Y））的化合物溶液浸渍均匀，再经过干燥、焙烧，即制成能高效催化分解恶臭气体甲硫醇的RE/HZSM-5催化剂；该催化剂在常压、450℃的反应条件下起有效的催化作用，且甲硫醇的转化率明显高于未改性的HZSM-5催化剂。本发明的催化剂还具有制作简便、寿命长等优点；本发明具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂其制备方法及应用，属于催化分解恶臭气体技术领域。
背景技术
相关研究表明，硫酸盐气溶胶在雾霾形成过程中起着不可忽视的作用，是雾霾产生的重要原因之一。其中，无机硫物种（如H2S、CS2和SO2等）在大气中被最终氧化成三氧化硫，从而形成硫酸盐气溶胶；有机硫物种（如硫醇，硫醚等）及其氧化产物也是大气硫酸盐气溶胶的重要来源，此外，有机硫物种在空气中易累积形成有机气溶胶，有机气溶胶是大气光化学烟雾、酸沉降的重要贡献者，会引发严重的大气污染问题。目前，国内外学者针对无机硫物种（H2S、SO2和SO3）的脱除开展了大量的研究工作，并取得了较好的成绩，而对于有机硫物种（如硫醇、硫醚）的脱除研究则相对薄弱。与无机硫物种相比较，有机硫物种对环境和人类健康造成的影响不容小觑：一方面，有机硫物种被公认是对人体有严重危害的物质，中华人民共和国国家标准《恶臭污染物排放标准》（GB-14554-93）中对其排放有着严格的限定要求，其中有机硫物种甲硫醇厂界一级排放标准（0.004mg/m3）比无机硫物种H2S（0.03mg/m3）低一个数量级；另一方面，相关资料显示，硫醇普遍存在于天然气和多数石油产品（如液化石油气）中，以液化石油气中硫醇含量的定量分析为例，甲硫醇含量达近60%。因此，针对有机硫醇特别是甲硫醇的脱除研究工作尤为重要。其对改善大气环境质量、保护人们身心健康以及实现我国硫减排目标具有重要的意义。
目前国内外针对甲硫醇脱除的方法主要有碱液吸收法、吸附法、生物法、直接燃烧法以及催化分解法等。碱液吸收法简单易行，但该方法易产生大量废液，若对其处理不当则可能腐蚀设备或造成二次环境污染；吸附法具有高效、简便等优点，但脱附过程仍会产生大量硫醇类污染物，未能从根本上解决硫醇污染问题；生物法处理硫醇由于受其处理周期长等限制，难以进一步实现大规模工业化应用；直接燃烧法处理硫醇净化效果好，但需较高燃烧温度（1000℃以上），耗能大。因而高效、低能耗的催化分解甲硫醇有机废气已成为国内外一个重点研究方向。
传统催化分解甲硫醇的催化剂主要有V2O5、γ-MnO2、ZnO等金属氧化物和金属及其复合氧化物负载磺化酞菁钴（CoPcS）等催化材料，但利用上述催化剂催化分解甲硫醇会产生二甲基硫醚和二甲基二硫醚等新的有机硫污染物。最近，国外有学者利用纳米尺寸的CeO2作为催化剂催化分解甲硫醇，其所得产物主要为H2S等无机硫化合物。目前国内外对于H2S的
治理已趋于成熟，主要采用克劳斯及其改进工艺，国内投产使用的克劳斯硫回收装置已达70多套。但该反应需在900℃以上高温下进行。EdouardHuguet等人研究发现，HZSM-5分子筛催化剂在550℃下可以实现甲硫醇的100%转化，但该HZSM-5催化剂寿命很短，很容易失活（在线反应6h后，催化剂就开始失活）。因此，对于高效去除恶臭气体甲硫醇，消除甲硫醇对环境的污染和对人体身心健康的影响，寻求活性高、稳定性好的催化剂是关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种催化分解恶臭甲硫醇气体的催化剂，所述催化剂为稀土改性HZSM-5分子筛得到的RE/HZSM-5，催化剂中HZSM-5分子筛的质量百分比为73.5%～99.5%，稀土元素RE的质量百分比为0.5～26.5%；
所述稀土为钐、铕、钆、铒、钇中的一种。
本发明的另一目的在于提供一种活性高、稳定性好，能高效催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）将市售HZSM-5在350～650℃下焙烧1～7小时，备用；
（2）将步骤（1）制备得到的HZSM-5与稀土化合物水溶液搅拌混合均匀得到混合物，然后在常温下浸渍12～24h；
步骤（2）中HZSM-5与稀土化合物的加入量可以根据所需催化剂中HZSM-5分子筛的质量百分比和稀土元素RE的质量百分比计算得到，计算公式如下：
X%稀土元素的重量百分比（0.5~26.5%），M1：稀土元素的原子量（摩尔质量），m1：稀土元素的质量，M2：稀土元素对应的化合盐的相对分子量（摩尔质量），m2：稀土元素对应的化合盐的质量，n：稀土元素对应的化合盐的摩尔数，m：HZSM-5的质量。
（3）步骤（2）中浸渍处理过的HZSM-5经干燥、焙烧后得到稀土改性HZSM-5分子筛催化剂。
优选的，本发明所述稀土为钐、铕、钆、铒、钇中的一种，稀土化合物为所述稀土金属的硝酸盐、硫酸盐或氯化盐。
优选的，本发明步骤（3）中所述干燥的条件为：60～120℃干燥2～7小时。
优选的，本发明步骤（3）中所述焙烧的条件为：350～650℃焙烧1～7小时。
本发明的另一目的在于提供催化分解甲硫醇气体的催化剂的应用，将所述催化剂用于处理含有甲硫醇的气体，具体包括：将含有浓度为1～100000ppm甲硫醇的待处理气体通入固定床反应器中，制得的催化剂筛分至40～60目装填在反应器内，反应压力为常压，反应温度为300～600℃；待处理气体的空速为1000～30000h-1。
本发明所述HZSM-5为市售，其硅铝比（Si/Al）为5～100。
本发明的有益效果：
（1）本发明的催化剂与现有分解甲硫醇的催化剂相比：①活性高，在相同的试验条件下，稀土改性过后的HZSM-5催化剂对甲硫醇完全催化降解（100%转化）的温度比未改性的HZSM-5催化剂低40℃～150℃；②稳定性好，本发明所述催化剂分解甲硫醇的寿命远高于未改性的HZSM-5分子筛催化剂。总之，本发明的催化剂对分解恶臭气体甲硫醇具有极为理想的工业实用性。
（2）本发明提供的催化剂制备方法，因为只涉及常规的浸渍法，制备过程简单，组成稳定，重复性良好；实现甲硫醇完全催化分解成简单的碳氢化合物和无机硫物种H2S，而H2S易于被碱液吸收或通过克劳斯工艺处理，从而消除了恶臭气体甲硫醇对环境的污染和对人体身心健康的影响，该催化剂在催化分解甲硫醇过程中表现出良好的反应活性和稳定性。
附图说明
图1为不同稀土元素负载HZSM-5的XRD图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1
本实施例制备含有活性组分钐元素的5wt%Sm/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在550℃下焙烧5小时，备用；采用等体积浸渍法，负载活性组分钐（Sm）元素；预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.7779克分析纯六水合硝酸钐溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钐盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在80℃下干燥5h后移入马弗炉中，于550℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分钐元素的5wt%Sm/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为112h。
实施例2
本实施例制备含有活性组分铕元素的5wt%Eu/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在560℃下焙烧5小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分铕（Eu）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.7724克分析纯六水合硝酸铕溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此铕盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍14h，使之充分吸收，后在80℃下干燥5h后移入马弗炉中，于560℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分铕元素的5wt%Eu/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为74h。
实施例3
本实施例制备含有活性组分钆元素的5wt%Gd/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在550℃下焙烧5.3小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钆（Gd）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.7553克分析纯六水合硝酸钆溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钆盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在70℃下干燥5h后移入马弗炉中，于550℃温度下焙烧5.3小时，即得到含有活性组分钆元素的5wt%Gd/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为99%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为73h。
实施例4
本实施例制备含有活性组分铒元素的5wt%Er/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在540℃下焙烧4.5小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分铒（Er）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.7259克分析纯六水合硝酸铒溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此铒盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍16h，使之充分吸收，后在80℃下干燥5h后移入马弗炉中，于540℃温度下焙烧4.5小时，即得到含有活性组分铒元素的5wt%Er/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为99%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为74h。
实施例5
本实施例制备含有活性组分钇元素的5wt%Y/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在550℃下焙烧5小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钇（Y）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将1.1337克分析纯六水合硝酸钇溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钇盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍10h，使之充分吸收，后在100℃下干燥5h后移入马弗炉中，于550℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分钇元素的5wt%Y/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为76h。
对比实施例1
将与实例1同等质量的HZSM-5催化剂（并未对其作任何改性处理）装填于反应器内，甲硫醇催化分解的活性评价和稳定性实验的条件均与实例1相同，甲硫醇的转化率为76.5%，该催化剂分解甲硫醇的寿命为19h。
实施例6
本实施例制备含有活性组分钐元素的1wt%Sm/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在550℃下焙烧5小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钐（Sm）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.1493克分析纯六水合硝酸钐溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钐盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在80℃下干燥5h后移入马弗炉中，于600℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分钐元素的1wt%Sm/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为96.2%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为101h。
实施例7
本实施例制备含有活性组分钐元素的25wt%Sm/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在600℃下焙烧4小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钐（Sm）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将4.9267克分析纯六水合硝酸钐溶于6.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钐盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在70℃下干燥5h后移入马弗炉中，于500℃温度下焙烧6小时，即得到含有活性组分钐元素的25wt%Sm/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为131h。
实施例8
本实施例制备含有活性组分铕元素的0.5wt%Eu/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在450℃下焙烧7小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分铕（Eu）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.0738克分析纯六水合硝酸铕溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此铕盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍14h，使之充分吸收，后在100℃下干燥4h后移入马弗炉中，于450℃温度下焙烧7小时，即得到含有活性组分铕元素的0.5wt%Eu/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为70h。
实施例9
本实施例制备含有活性组分铕元素的20wt%Eu/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在600℃下焙烧4小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分铕（Eu）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将3.6691克分析纯六水合硝酸铕溶于6.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此铕盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在80℃下干燥5h后移入马弗炉中，于550℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分铕元素的20wt%Eu/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为83h。
实施例10
本实施例制备含有活性组分钆元素的2wt%Gd/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在550℃下焙烧6小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钆（Gd）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.2929克分析纯六水合硝酸钆溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钆盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在90℃下干燥6h后移入马弗炉中，于550℃温度下焙烧6小时，即得到含有活性组分钆元素的2wt%Gd/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为98%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为71h。
实施例11
本实施例制备含有活性组分钆元素的19wt%Gd/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在450℃下焙烧5小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钆（Gd）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将3.3664克分析纯六水合硝酸钆溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钆盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍16h，使之充分吸收，后在70℃下干燥7h后移入马弗炉中，于550℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分钆元素的19wt%Gd/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为82h。
实施例12
本实施例制备含有活性组分铒元素的3wt%Er/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在400℃下焙烧6小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分铒（Er）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.4266克分析纯六水合硝酸铒溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此铒盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍16h，使之充分吸收，后在80℃下干燥6h后移入马弗炉中，于400℃温度下焙烧6小时，即得到含有活性组分铒元素的3wt%Er/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为99%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为72h。
实施例13
本实施例制备含有活性组分铒元素的24wt%Er/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在550℃下焙烧5小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分铒（Er）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将4.3553克分析纯六水合硝酸铒溶于6.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此铒盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在80℃下干燥5h后移入马弗炉中，于500℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分铒元素的24wt%Er/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为85h。
实施例14
本实施例制备含有活性组分钇元素的1.5wt%Y/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在600℃下焙烧4小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钇（Y）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将0.3280克分析纯六水合硝酸钇溶于5.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钇盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在100℃下干燥5h后移入马弗炉中，于600℃温度下焙烧4小时，即得到含有活性组分钇元素的1.5wt%Y/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为99%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为72h。
实施例15
本实施例制备含有活性组分钇元素的20wt%Y/HZSM-5催化剂，具体包括以下步骤：
将5克硅铝比（Si/Al）为25的市售HZSM-5分子筛放入马弗炉中，在550℃下焙烧5小时，备用。采用等体积浸渍法，负载活性组分钇（Y）元素。预先称取1克HZSM-5于表面皿上滴加去离子水确定载体吸收溶液的能力，测定正好使载体完全浸渍所需的水为1.04克，将5.3850克分析纯六水合硝酸钇溶于6.2克去离子水中，搅拌，待完全溶解后，加入预处理的5克HZSM-5到此钇盐溶液中，搅拌均匀，在常温下浸渍12h，使之充分吸收，后在100℃下干燥5h后移入马弗炉中，于550℃温度下焙烧5小时，即得到含有活性组分钇元素的20wt%Y/HZSM-5催化剂。
①将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.2克，进料总空速为4280h-1，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的活性评价实验，甲硫醇的转化率为100%。②将制得的催化剂筛分至40～60目，装填在反应器内，催化剂填装质量为0.4克，反应体系压力为常压，反应温度500℃的条件下，进行甲硫醇催化分解的稳定性实验，催化剂的寿命为85h。
Claims (6)
1.一种催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂，其特征在于：所述催化剂为稀土改性HZSM-5分子筛得到的RE/HZSM-5，催化剂中HZSM-5分子筛的质量百分比为73.5～99.5%（wt），稀土元素RE的质量百分比为0.5～26.5%（wt）；
所述RE为钐、铕、钆、铒、钇中的一种。
2.权利要求1所述催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将市售HZSM-5在350～650℃下焙烧1～7小时，备用；
（2）按催化剂的组成将步骤（1）制备得到的HZSM-5与稀土化合物水溶液搅拌混合均匀，然后在常温下浸渍12～24h；
（3）步骤（2）中浸渍处理过的HZSM-5经干燥、焙烧后得到稀土改性HZSM-5分子筛催化剂。
3.根据权利要求1所述催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂的制备方法，其特征在于：稀土化合物为钐、铕、钆、铒、钇的硝酸盐、硫酸盐或氯化盐。
4.根据权利要求1所述催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述干燥的条件为：60～120℃干燥2～7小时。
5.根据权利要求1所述催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述焙烧的条件为：350～650℃焙烧1～7小时。
6.权利要求1~5任意一项所述催化分解恶臭气体甲硫醇的催化剂的应用，其特征在于：将含有浓度为1～100000ppm甲硫醇的待处理气体通入固定床反应器中，制得的催化剂筛分至40～60目装填在反应器内，反应压力为常压，反应温度为300～600℃，待处理气体的空速为1000～30000h-1。
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