CN112657558A - 等离子体改性催化剂在脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种等离子体改性催化剂在脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢中的用途，其是将含有硫化氢、磷化氢、砷化氢的气体通入装有等离子体改性催化剂的反应器中，在60~90℃下实现硫化氢、磷化氢、砷化氢的脱除；本发明利用低温等离子体放电使得MOFs产生更多不饱和金属活性位点与大量活性自由基，制得的等离子体改性催化剂应用在脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢中，在较低温度下具有较好的脱除效果，可广泛用于各类气源中H2S、PH3、AsH3的同时脱除，本发明方法适用于工业化应用和市场推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体改性催化剂的新用途，即其在同时脱除硫化氢（H2S）、磷化氢(PH3)、砷化氢(AsH3)中的应用，属于催化剂制备及应用领域。
背景技术
H2S和PH3广泛存在于大气环境中，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。H2S很容易引起催化剂中毒失活，对工业生产的设备有腐蚀作用。此外，不经处理排放到大气中的H2S能形成二氧化硫，促进光化学反应，并最终转化为硫酸盐气溶胶，带来严重的环境问题。在工业生产排放的烟气中还会有AsH3的存在，AsH3在常温下是一种无色、有大蒜气味、剧毒且致命的气体。虽然H2S比PH3和AsH3更易去除，但是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H2S、PH3和AsH3的吸入也对人类身体健康存在极大的危害。
一般情况下，H2S和PH3的脱除方法包括液相氧化还原法、液相催化氧化法、吸收法、吸附法、湿式氧化法及催化分解法等。吸附法是利用吸附剂将H2S和PH3氧化成单质硫和五氧化二磷，然后再脱除的过程。这是因为S和P2O5比H2S和PH3更容易被吸附剂吸附。同时吸附法的精度高、投资和操作费用较低、基本上没有动力消耗。当原料气含硫量较低或气体流量较小时,吸附法的效果较为理想。AsH3脱除一般也采用氧化的方法，将其氧化为As2O3和H2O。
吸附法脱除H2S、PH3和AsH3的原理是：H2S、PH3和ASH3在吸附剂上与活性组分反应转化成S、P2O5和As2O3，然后这些氧化产物在后续工段上被脱除。吸附的反应温度一般低于300℃，并且能耗较低，副反应较少。与此同时，低温吸附H2S、PH3和AsH3的过程可避免原料气裂解、甲烷化等副反应的发生，所以该法成为目前脱除H2S、PH3和AsH3研究领域中的热点之一。
现有的吸附剂存在吸附效率低，吸附容量小，容易失活的问题，也不能同时脱除H2S、PH3、AsH3，目前，利用等离子体改性催化剂同时吸附脱除H2S、PH3和AsH3的方法未见到报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种同时脱除硫化氢（H2S）、磷化氢(PH3)、砷化氢（AsH3）的方法，即采用等离子体改性催化剂同时脱除气体中的硫化氢、磷化氢、砷化氢，该方法是将含有硫化氢、磷化氢、砷化氢的气体通入装有等离子体改性催化剂的反应器中，在60~90℃下实现硫化氢、磷化氢、砷化氢的脱除；
所述等离子体改性催化剂的制备方法如下：
（1）将Cu(NO3)2溶解在蒸馏水中，将均苯三甲酸溶解在无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，将上述两个溶液混合，在20~50℃下超声处理30~60min；
所述Cu(NO3)2与均苯三甲酸的摩尔比为1~3:1。
所述无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液是无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺按体积比为1~2:1的比例制得；
所述超声处理中超声频率为28~40kHz；
（2）将步骤（1）超声后的溶液转移到反应釜中，以1~3℃/min的升温速率升温至80~90℃反应20~24h后，自然降温至室温，反应液进行抽滤，固体用乙醇溶液抽滤洗涤3~5次；干燥后在120~160℃下抽真空处理5h，制得MOF-199；
所述乙醇溶液为体积浓度45~55%的乙醇水溶液；
（3）在常温常压下，采用介质阻挡放电的方式对MOF-199进行等离子体改性，制得等离子体改性催化剂；
采用石英玻璃管为介质阻挡放电反应器，将MOF-199置于石英玻璃管中，并放置在两个不锈钢电极之间，在空气、氧气或氮气气氛、输出功率50~130W、电压5~25kV下放电处理5~60min，放电间隙为5.5mm~13.5mm。
本发明的有益效果：
本发明催化剂制备方法简单，能耗低、投资和运行费用低、无二次污染，本发明利用低温等离子体放电使得MOFs产生更多不饱和金属活性位点与大量活性自由基，制得的等离子体改性催化剂具有比表面积大，较大的孔体积，丰富的吸附位点，较好的化学稳定性以及较好的热稳定性，应用在脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢中，从而表现出吸附效率较高，吸附容量较大，不易失活，脱除气体持续时间长等优点，在低温下表现出了极其优良的催化活性；可广泛用于各类气源中H2S、PH3、AsH3的同时脱除，本发明方法适用于工业化应用和市场推广。
附图说明
图1为实施例1制得的催化剂同时去除H2S、PH3、AsH3的效果；
图2为实施例2制得的催化剂同时去除H2S、PH3、AsH3的效果；
图3为实施例3制得的催化剂同时去除H2S、PH3、AsH3的效果；
图4为实施例4制得的催化剂同时去除H2S、PH3、AsH3的效果；
图5为实施例5制得的催化剂同时去除H2S、PH3、AsH3的效果；
图6为实施例6制得的催化剂同时去除H2S、PH3、AsH3的效果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于如下所述内容。
实施例1(未改性实施例)
称取1.0g的Cu(NO3)2溶于8.3mL蒸馏水中，再称取0.5g均苯三甲酸添加到无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液（8.3mL无水乙醇和8.3mL的DMF）中，将上述两份溶液混合后置于超声仪器中，在25℃下超声30min（超声频率为35kHz），充分溶解，把超声后的混合溶液转移到 100mL 聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压反应釜内，并将反应釜放于程序控温烘箱内，烘箱的温度由室温以1℃/min升高到85℃，在85℃下反应20h后自然降温至室温，将反应液进行抽滤，对获得晶体采取50%乙醇水溶液中抽滤洗涤4次，洗涤后产物置于60℃烘箱中干燥12h，然后在160℃下抽真空5h，制得MOF-199，催化剂的活性测试在φ4mm×100mm的固定床石英反应器中进行；反应条件为：H2S浓度300mg/Nm3、PH3浓度1200mg/Nm3、AsH3浓度100mg/Nm3，相对湿度49%、空速l5000h-1、反应温度90℃，反应出口未检测到H2S、PH3和AsH3，如图1所示该催化剂对硫化氢、磷化氢、砷化氢的去除率维持100%可分别达到220min、160min、240min。
实施例2
称取1.0 g的Cu(NO3)2·溶于8.3mL 蒸馏水中，再称取0.5g均苯三甲酸添加到无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液（8.3mL无水乙醇和8.3mL的DMF）中，将上述两份溶液混合后置于超声仪器中，在25℃下超声30min（超声频率为35kHz），充分溶解，把超声后的混合溶液转移到100mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压反应釜内，并将反应釜放于程序控温烘箱内，烘箱的温度由室温以1℃/min升高到85℃，之后在85℃下反应20h后自然降温至室温，将反应液进行抽滤，对获得晶体采取50%乙醇水溶液中抽滤洗涤4次，洗涤后产物置于60℃烘箱中干燥12h，然后在160℃的温度下抽真空5h，制得MOF-199；在常温常压下，采用介质阻挡放电的方式对MOF-199进行等离子体改性，采用石英玻璃管为介质阻挡放电反应器，将MOF-199置于石英玻璃管中，并放置在两个不锈钢电极之间，在氧气气氛、输出功率50W、电压5kV下放电处理5min，放电间隙为5.5mm，制得等离子体改性催化剂；
催化剂剂的活性测试在φ4mm×100mm的固定床石英反应器中进行，反应条件为：H2S浓度300mg/Nm3、PH3浓度1200mg/Nm3、AsH3浓度100mg/Nm3，相对湿度49%、空速l5000h-1、反应温度90℃，反应出口未检测到H2S、PH3和AsH3，如图2所示该催化剂对硫化氢、磷化氢、砷化氢的去除率维持100%可分别达到300min、290min、290min。
实施例3
称取1.0g的Cu(NO3)2溶于8.3mL 蒸馏水中，再称取0.5g均苯三甲酸添加到无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液（8.3mL无水乙醇和8.3mL的DMF）中，将上述两份溶液混合后置于超声仪器中，在30℃下超声30min（超声频率为35kHz），充分溶解，把超声后的混合溶液转移到100mL 聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压反应釜内，并将反应釜放于程序控温烘箱内，烘箱的温度由室温以2℃/min升高到85℃，之后在90℃下反应22h后自然降温至室温，将反应液进行抽滤，对获得晶体采取50%乙醇水溶液中抽滤洗涤3次，洗涤后产物置于80℃烘箱中干燥12h，然后在160℃的温度下抽真空5h，制得MOF-199；在常温常压下，采用介质阻挡放电的方式对MOF-199进行等离子体改性，采用石英玻璃管为介质阻挡放电反应器，将MOF-199置于石英玻璃管中，并放置在两个不锈钢电极之间，在空气气氛、输出功率70W、电压10kV下放电处理15min，放电间隙为7.5mm，制得等离子体改性催化剂；
催化剂剂的活性测试在φ4mm×100mm的固定床石英反应器中进行。反应条件为：H2S浓度300mg/ Nm3、PH3浓度1200mg/Nm3、AsH3浓度100mg/Nm3，相对湿度49%、空速l5000h-1、反应温度90℃，反应出口未检测到H2S、PH3和AsH3，如图3所示该催化剂对硫化氢、磷化氢、砷化氢的去除率维持100%可分别达到360min、290min、350min。
实施例4
称取1.0g的Cu(NO3)2溶于10mL 蒸馏水中，再称取0.5g均苯三甲酸添加到无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液（无水乙醇:DMF=体积比1:1）中，将上述两份溶液混合后置于超声仪器中，40℃下超声40min（超声频率为30kHz），充分溶解，把超声后的混合溶液转移到100mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压反应釜内，并将反应釜放于程序控温烘箱内，烘箱的温度由室温以2℃/min升高到85℃，之后在85℃下反应20h后自然降温至室温，将反应液进行抽滤，对获得晶体采取50%乙醇水溶液中抽滤洗涤3次，洗涤后产物置于70℃烘箱中干燥12h，然后在160℃的温度下抽真空5h，制得MOF-199；在常温常压下，采用介质阻挡放电的方式对MOF-199进行等离子体改性，采用石英玻璃管为介质阻挡放电反应器，将MOF-199置于石英玻璃管中，并放置在两个不锈钢电极之间，在氮气气氛、输出功率90W、电压15kV下放电处理25min，放电间隙为9.5mm，制得等离子体改性催化剂；
催化剂剂的活性测试在φ4mm×100mm的固定床石英反应器中进行。反应条件为：H2S浓度300mg/ Nm3、PH3浓度1200mg/Nm3、AsH3浓度100mg/Nm3，相对湿度49%、空速l5000h-1、反应温度90℃，反应出口未检测到H2S、PH3和AsH3，如图4所示该催化剂对硫化氢、磷化氢、砷化氢的去除率维持100%可分别达到340min、280min、370min。
实施例5
称取1.0g的Cu(NO3)2溶于10mL 蒸馏水中，再称取0.5g均苯三甲酸添加到无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液（无水乙醇:DMF=体积比2:1）中，将上述两份溶液混合后置于超声仪器中，35℃下超声35min（超声频率为40kHz），充分溶解，把超声后的混合溶液转移到100mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压反应釜内，并将反应釜放于程序控温烘箱内，烘箱的温度由室温以2℃/min升高到90℃，之后在90℃下反应22h后自然降温至室温，将反应液进行抽滤，对获得晶体采取50%乙醇水溶液中抽滤洗涤5次，洗涤后产物置于80℃烘箱中干燥12h，然后在150℃的温度下抽真空5h，制得MOF-199；在常温常压下，采用介质阻挡放电的方式对MOF-199进行等离子体改性，采用石英玻璃管为介质阻挡放电反应器，将MOF-199置于石英玻璃管中，并放置在两个不锈钢电极之间，在氧气气氛、输出功率110W、电压20kV下放电处理35min，放电间隙为11.5mm，制得等离子体改性催化剂；
催化剂剂的活性测试在φ4mm×100mm的固定床石英反应器中进行，反应条件为：H2S浓度300mg/ Nm3、PH3浓度1200mg/Nm3、AsH3浓度100mg/Nm3，相对湿度49%、空速l5000h-1、反应温度90℃，反应出口未检测到H2S、PH3和AsH3，如图5所示该催化剂对硫化氢、磷化氢、砷化氢的去除率维持100%可分别达到330min、260min、310min。
实施例6：
称取1.0g的Cu(NO3)2溶于10mL 蒸馏水中，再称取0.53g均苯三甲酸添加到无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液（无水乙醇:DMF=体积比2:1）中，将上述两份溶液混合后置于超声仪器中，50℃下超声30min（超声频率为40kHz），充分溶解，把超声后的混合溶液转移到 100mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压反应釜内，并将反应釜放于程序控温烘箱内，烘箱的温度由室温以2℃/min升高到80℃，之后在80℃下反应24h后自然降温至室温，将反应液进行抽滤，对获得晶体采取50%乙醇水溶液中抽滤洗涤4次，洗涤后产物置于90℃烘箱中干燥12h，然后在130℃的温度下抽真空5h，制得MOF-199；在常温常压下，采用介质阻挡放电的方式对MOF-199进行等离子体改性，采用石英玻璃管为介质阻挡放电反应器，将MOF-199置于石英玻璃管中，并放置在两个不锈钢电极之间，在空气气氛、输出功率130W、电压25kV下放电处理55min，放电间隙为13.5mm，制得等离子体改性催化剂；
催化剂剂的活性测试在φ4mm×100mm的固定床石英反应器中进行。反应条件为：
H2S浓度300mg/Nm3、PH3浓度1200mg/Nm3、AsH3浓度100mg/Nm3，相对湿度49%、空速l5000h-1、反应温度90℃，反应出口未检测到H2S、PH3和AsH3，如图6所示该催化剂对硫化氢、磷化氢、砷化氢的去除率维持100%可分别达到310min、220min、300min。
Claims (7)
1.一种等离子体改性催化剂在脱除硫化氢、磷化氢、砷化氢中的应用，其特征在于：将含有硫化氢、磷化氢、砷化氢的气体通入装有等离子体改性催化剂的反应器中，在60~90℃下实现硫化氢、磷化氢、砷化氢的脱除；
所述等离子体改性催化剂的制备方法如下：
（1）将Cu(NO3)2溶解在蒸馏水中，将均苯三甲酸溶解在无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液中，将上述两个溶液混合，在20~50℃下超声处理30~60min；
（2）将步骤（1）超声后的溶液转移到反应釜中，升温至80~90℃反应20~24h后，自然降温至室温，反应液进行抽滤，固体用乙醇溶液抽滤洗涤3~5次；干燥后在120~160℃下抽真空处理5h，制得MOF-199；
（3）在常温常压下，采用介质阻挡放电的方式对MOF-199进行等离子体改性，制得等离子体改性催化剂。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：Cu(NO3)2与均苯三甲酸的摩尔比为1~3:1。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的混合液是无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺按体积比为1~2:1的比例制得。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤（3）中采用石英玻璃管为介质阻挡放电反应器，将MOF-199置于石英玻璃管中，并放置在两个不锈钢电极之间，在空气、氧气或氮气气氛、输出功率50~130W、电压5~25kV下放电处理5~60min，放电间隙为5.5mm~13.5mm。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：超声处理中超声频率为28~40kHz。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤（2）中升温速率为1~3℃/min。
7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤（2）中乙醇溶液为体积浓度45~55%的乙醇水溶液。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113634284A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-12 | 安徽省池州生态环境监测中心 | 一种共价有机框架催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013144284A (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Toyobo Co Ltd | 多孔性複合材料とその製造方法、及び硫化水素ガス除去材 |
| EP2907569A1 (en) * | 2012-10-10 | 2015-08-19 | Nanjing Tech University | Regeneration method for cu-btc material |
| CN105056882A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-18 | 昆明理工大学 | 一种脱除硫化氢的改性生物炭基吸附剂的制备方法 |
| US20160151762A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-02 | Numat Technologies, Inc. | Formation of high surface area metal-organic frameworks |
| CN105813711A (zh) * | 2013-08-05 | 2016-07-27 | 纽麦特科技公司 | 用于电子气体储存的金属有机骨架材料 |
| CN107552004A (zh) * | 2017-07-28 | 2018-01-09 | 昆明理工大学 | 一种金属有机骨架材料的制备方法及应用 |
| WO2018065555A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Immaterial Labs Ltd | Metal-organic frameworks, methods for their manufacture and uses thereof |
| CN109759062A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-17 | 昆明理工大学 | 一种同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的催化剂的制备方法 |
| US20200088352A1 (en) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Entegris, Inc. | Adsorbent-based, mechanically-regulated gas storage and delivery vessel |
| CN111266089A (zh) * | 2020-02-03 | 2020-06-12 | 江苏大学 | 一种金属有机框架复合材料及其制备方法与应用 |
| CN111330423A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-26 | 昆明理工大学 | 一种同时去除氮氧化物和气态汞的方法 |
-
2021
- 2021-01-29 CN CN202110129196.4A patent/CN112657558A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013144284A (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Toyobo Co Ltd | 多孔性複合材料とその製造方法、及び硫化水素ガス除去材 |
| EP2907569A1 (en) * | 2012-10-10 | 2015-08-19 | Nanjing Tech University | Regeneration method for cu-btc material |
| CN105813711A (zh) * | 2013-08-05 | 2016-07-27 | 纽麦特科技公司 | 用于电子气体储存的金属有机骨架材料 |
| US20160151762A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-02 | Numat Technologies, Inc. | Formation of high surface area metal-organic frameworks |
| CN105056882A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-18 | 昆明理工大学 | 一种脱除硫化氢的改性生物炭基吸附剂的制备方法 |
| WO2018065555A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Immaterial Labs Ltd | Metal-organic frameworks, methods for their manufacture and uses thereof |
| CN107552004A (zh) * | 2017-07-28 | 2018-01-09 | 昆明理工大学 | 一种金属有机骨架材料的制备方法及应用 |
| US20200088352A1 (en) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Entegris, Inc. | Adsorbent-based, mechanically-regulated gas storage and delivery vessel |
| CN109759062A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-05-17 | 昆明理工大学 | 一种同时脱除磷化氢、硫化氢和氰化氢的催化剂的制备方法 |
| CN111266089A (zh) * | 2020-02-03 | 2020-06-12 | 江苏大学 | 一种金属有机框架复合材料及其制备方法与应用 |
| CN111330423A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-26 | 昆明理工大学 | 一种同时去除氮氧化物和气态汞的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| YE LI ET AL.: ""Removal of Sulfur Compounds by a Copper-Based Metal Organic Framework under Ambient Conditions"", 《ENERGY & FUELS》 * |
| 徐文凯 等: ""Cu/ACNT催化剂在不同反应条件下脱除AsH3的研究"", 《现代化工》 * |
| 李叶: ""金属有机框架化合物（MOFs）常温脱硫性能研究"", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113634284A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-11-12 | 安徽省池州生态环境监测中心 | 一种共价有机框架催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113634284B (zh) * | 2021-09-13 | 2023-04-21 | 安徽省池州生态环境监测中心 | 一种共价有机框架催化剂及其制备方法和应用 |
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