CN113663711A - 一种双功能Cu基脱硫催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双功能Cu基脱硫催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂包括氮掺杂碳纳米片载体，以及负载在所述载体上的以单原子形式分散的活性金属Cu。本发明提供的单原子Cu基脱硫催化剂呈多孔、二维薄片结构，拥有大的比表面积和孔容积，Cu与N物种之间的配位实现对Cu原子电子结构的调控和优化，在低温COS水解反应中展现出杰出的催化活性和稳定性，且性能比商业催化剂10K₂CO₃/Al₂O₃和CuO好。同时，本发明所制备的Cu基催化剂可深度脱除低浓度的H₂S，相比体相CuO催化剂具有更好的吸附性能且不易中毒失活，可循环使用，有巨大的工业应用前景。

Description

一种双功能Cu基脱硫催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及材料制备及环境催化技术领域，具体涉及一种双功能Cu基脱硫催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

钢铁是关系国计民生的基础性、支柱性产业，2020年我国钢铁产量达到10.65亿吨，占全球粗钢总产量的56％。钢铁冶炼的基本原理是将铁矿石、焦炭、油、煤或天然气等原料投入到高炉中煅烧，利用焦炭燃烧产生的CO、H2将铁矿石中的氧化铁还原提炼为生铁。高炉炼铁过程会产生巨量的副产物高炉煤气，如炼制一吨的生铁约产生1800-2000m³的高炉煤气。2020年我国高炉煤气量超过18万亿立方米。高炉煤气是高炉炼铁过程中副产的可燃气体，是一种重要的二次能源，为此实现其高附加值利用具有重要的意义。但是，高炉煤气中伴生有成分复杂的气态硫化物，若不对其进行高效脱除，不仅会造成管道设备腐蚀和催化剂中毒与积盐等严重问题，而且排放后会严重污染环境。因此，在钢铁冶炼中，高炉煤气的净化是首要解决的关键技术，进行深度脱硫的研究及开发具有重要的实际意义和应用价值。

高炉煤气中的硫化物以碳基硫(COS，约70％)和硫化氢(H₂S，约30％)为主，因此，高炉煤气的深度脱硫主要是脱除COS和H₂S。其中，COS水解反应(COS+H₂O→CO₂+H₂S)以其温和的反应条件和高效的脱除效率在工业上被广泛应用。目前以氧化铝、二氧化钛、过渡金属氧化物(Fe、Co、Ni和Zn)和活性炭等为载体负载碱金属、碱土金属为活性组分等催化剂常被用于COS催化水解。但是这些催化剂在成分复杂(高炉煤气中包含有H₂O水汽、CO、CO₂、O₂、烃类和微量硫化物等气体)的实际工况下，负载的活性组分易流失导致催化剂失活，同时容易腐蚀管道。此外，反应过程中产生的硫酸盐和碳酸盐会沉积在催化剂表面易导致其中毒，从而影响其使用寿命。同时，对反应生成的H₂S和高炉煤气伴生的H₂S还需采用额外的脱硫剂进行脱除，也限制了这些催化剂的应用。因此，如果能设计开发出新型稳定的催化剂在低温催化水解COS的同时又能同时脱除H₂S气体，无疑将大大促进该技术的发展与应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了双功能Cu基脱硫催化剂及其制备方法和应用，以石墨相氮化碳和含溴酚芳香化合物为碳氮载体的前驱体，含氮有机化合物作为金属原子配体和空间隔离剂，实现Cu原子高分散地锚定在碳氮载体上。该催化剂在脱硫反应过程中可以有效地抵抗硫中毒和碳中毒，能够同时实现低温下催化水解COS和深度脱除H₂S。

本发明采用如下技术方案：

一种双功能Cu基脱硫催化剂，包括氮掺杂碳纳米片载体，以及负载在所述载体上的以单原子形式分散的活性金属Cu。

所述催化剂中Cu的掺杂量为0.1～3wt.％，单原子活性为Cu-N_X，其中2＜X＜6。

所述催化剂的比表面积为362～469m²/g。

一种双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、石墨相氮化碳的制备：以尿素、单氰胺、双氰胺、三聚氰胺、三聚硫氰酸、硫脲中的一种或几种作为前驱体，在空气或氮气气氛下，升温至500～600℃，保持1～4h，冷却至室温，制得石墨相氮化碳；

S2、铜原子嵌入到氮掺杂碳纳米片载体上的制备：首先将步骤S1制备的石墨相氮化碳和含溴酚类化合物分散溶解至乙醇和水的混合溶液中，然后再将相应的Cu前驱体和含氮有机化合物加入到上述溶液中，搅拌蒸发至干得中间体，中间体在氮气气氛下焙烧，自然冷却至室温后得到所需双功能Cu基脱硫催化剂。

所述步骤S2中中间体在氮气气氛下焙烧的步骤如下：将蒸干后的中间体研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以1～5℃/min的升温速率升温至600～1000℃，并进行热解2～6h。

所述步骤S2中搅拌蒸发的温度为60～100℃。

所述步骤S2中加入的石墨相氮化碳、含溴酚芳香化合物、Cu前驱体和含氮有机化合物的质量配比为(5～20):(5～20):(0.5～2):0.520，加入的石墨相氮化碳与乙醇和水的质量体积比(5～20)g:(100～300)ml:(100～300)ml。

所述步骤S2中加入的含溴酚类化合物为四溴双酚A、三溴苯酚、对溴苯酚中的一种或几种；加入的含氮有机化合物为卟啉、酞菁、席夫碱中的一种或几种；加入的Cu前驱体为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、乙酸铜中的一种或几种。

一种双功能Cu基脱硫催化剂在催化脱除COS和H₂S方面的应用，将上述制备方法制备的催化剂用于COS的水解反应和H₂S的吸附脱除。

COS水解反应的应用条件为：原料气气体流速为10～40mL/min，反应温度为30～110℃，升温速率为2～3℃/min，反应的水蒸汽含量为3～12wt.％；

H₂S吸附脱除的应用条件为：原料气流速为20～30mL/min，吹扫气氩气流速为20～30mL/min，脱附时还原气CO气体流速为20～30mL/min，脱附再生温度为180～220℃。

本发明技术方案，具有如下优点：

A.本发明提供的双功能Cu基脱硫催化剂，具有高的比表面积和孔容积，有效加速了传质扩散过程以及增加了反应活性位。同时Cu与N形成配位键有效改善了Cu中心的几何结构和电子结构，使得反应物和产物在活性位上的吸附和脱附可以达到合适的状态。

B.本发明提供的双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，首次将石墨相氮化碳和含溴酚类化合物作为碳氮载体的原料，Cu的含氮配体作为金属原子前驱体，其优点在于制备得到的单原子Cu基催化剂中的Cu原子可以稳定的锚定在碳氮载体上，不易团聚，化学稳定性好，原料价格低廉，合成工艺简单，易实现工业化生产。

C.本发明提供的双功能Cu基脱硫催化剂同时具有良好的COS催化性能好和H₂S吸附性。实验证明，在COS水解反应中，该催化剂展示出优异的催化活性和稳定性，且性能比商业催化剂10K₂CO₃/Al₂O₃和CuO好。该催化剂的H₂S吸附性能好，可循环使用，优于CuO、ZnO、Fe₂O₃和Si/Al分子筛等脱硫剂。

D.本发明提供的双功能Cu基脱硫催化剂属于单原子催化剂，为单原子催化剂的简便绿色制备提供了借鉴，具有广阔深远的研究意义。同时所制备的Cu基单原子催化剂可高效脱除COS和H₂S，也进一步拓展了单原子催化剂的应用领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例2所得催化剂CuN₄/NC的高分辨透射电镜图；

图2为本发明实施例2所得催化剂CuN₄/NC的暗场扫描电子显微镜图；

图3为本发明实施例2所得催化剂CuN₄/NC的XRD谱图；

图4为本发明实施例2所得催化剂CuN₄/NC的FT-EXAFS实验数据和拟合数据比较图；

图5为实施例1-5所得催化剂在不同温度下的COS水解转化率；

图6为实施例1、2、4所得催化剂和商业催化剂10K₂CO₃/Al₂O₃在反应温度为70℃的稳定性；

图7为本发明实施例2制备的催化剂和CuO在COS催化水解反应的活性曲线图；

图8为本发明实例2制备的催化剂在反应前后的XRD图谱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种双功能Cu基脱硫催化剂，包括氮掺杂碳纳米片载体，以及负载在所述载体上的以单原子形式分散的活性金属Cu。催化剂的比表面积为362～469m²/g，Cu的掺杂量为0.1～3wt.％，单原子活性为Cu-N_X，其中2＜X＜6。

本发明还提供了一种双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、石墨相氮化碳的制备：以尿素、单氰胺、双氰胺、三聚氰胺、三聚硫氰酸、硫脲中的一种或几种作为前驱体，在空气或氮气气氛下，升温至500～600℃，保持1～4h，冷却至室温，制得石墨相氮化碳；

S2、铜原子嵌入到氮掺杂碳纳米片载体上的制备：首先将步骤S1制备的石墨相氮化碳和含溴酚类化合物分散溶解至乙醇和水的混合溶液中，然后再将相应的Cu前驱体和含氮有机化合物加入到上述溶液中，在60～100℃温度下搅拌蒸发至干得中间体，将蒸干后的中间体研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以1～5℃/min的升温速率升温至600～1000℃，并进行热解2～6h，自然冷却至室温后得到所需双功能Cu基脱硫催化剂。其中加入的石墨相氮化碳、含溴酚芳香化合物、Cu前驱体和含氮有机化合物的质量配比为(5～20):(5～20):(0.5～2):0.520，加入的石墨相氮化碳与乙醇和水的质量体积比(5～20)g:(100～300)ml:(100～300)ml，加入的含溴酚类化合物为四溴双酚A、三溴苯酚、对溴苯酚中的一种或几种，加入的含氮有机化合物为卟啉、酞菁、席夫碱中的一种或几种，加入的Cu前驱体为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、乙酸铜中的一种或几种。

本发明提供的双功能Cu基脱硫催化剂，具有高的比表面积和孔容积，有效加速了传质扩散过程以及增加了反应活性位。同时Cu与N形成配位键有效改善了Cu中心的几何结构和电子结构，使得反应物和产物在活性位上的吸附和脱附可以达到合适的状态。

本发明制备的催化剂为单原子位点催化剂。单原子位点催化剂的特征是活性中心以单个金属原子的形式锚定在载体上。与纳米团簇、纳米颗粒和体相催化剂相比，单原子位点催化剂具有高的活性和选择性，这是由其不饱和的配位状态和独特的电子结构决定的。此外，单原子位点催化剂还可以有效的调控反应中间体的吸附和脱附状态，从而使产物可以快速的从活性位点脱离下来，避免了催化剂的中毒失活，有利于催化反应的长周期运行。本发明提供的双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，首次将石墨相氮化碳和含溴酚类化合物作为碳氮载体的原料，Cu的含氮配体作为金属原子前驱体，其优点在于制备得到的单原子Cu基催化剂中的Cu原子可以稳定的锚定在碳氮载体上，不易团聚，化学稳定性好，原料价格低廉，合成工艺简单，易实现工业化生产。

另外，本发明还提供了一种双功能Cu基脱硫催化剂在催化脱除COS和H₂S方面的应用，将上述制备方法制备的催化剂用于COS的水解反应和H₂S的吸附脱除。其中，COS水解反应的应用条件为：原料气气体流速为10～40mL/min，反应温度为30～110℃，升温速率为2～3℃/min，反应的水蒸汽含量为3～12wt.％；H₂S吸附脱除的应用条件为：原料气流速为20～30mL/min，吹扫气氩气流速为20～30mL/min，脱附时还原气CO气体流速为20～30mL/min，脱附再生温度为180～220℃。

以下将通过具体的实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：

催化剂NC的制备(未加Cu前驱体和含氮有机化合物)：

将2g石墨相氮化碳和2g四溴双酚A溶于20mL水和20mL乙醇混合液中，在80℃下搅拌蒸发至干。将蒸干后的样品研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以2.3℃/min的升温速率升温至800℃，并进行热解3h。自然冷却至室温后，收集合成的样品，得到催化剂，命名为NC。

实施例2

本发明双功能Cu基脱硫催化剂CuN₄/NC的制备：

将2g石墨相氮化碳和2g四溴双酚A溶于20mL水和20mL乙醇混合液中，然后将0.248g Cu(NO₃)₂·3H₂O和0.18g卟啉加入到上述溶液中，在80℃下搅拌蒸发至干。将蒸干后的样品研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以2.3℃/min的升温速率升温至800℃，并进行热解3h。自然冷却至室温后，收集合成的样品，得到具有纳米层状结构的单原子Cu改性的氮掺杂碳催化剂，命名为CuN₄/NC。

从图1-图4可以看出，所制备的CuN₄/NC催化剂中的Cu呈现为单原子分散，没有发现金属团簇或颗粒的出现，Cu与N形成Cu-N₄配位，Cu均匀的分布在NC纳米片载体上。

实施例3

催化剂Cu NCs/NC的制备(未加含氮有机化合物)：

将2g石墨相氮化碳和2g四溴双酚A溶于20mL水和20mL乙醇混合液中，然后将0.248g Cu(NO₃)₂·3H₂O加入到上述溶液中，在80℃下搅拌蒸发至干。将蒸干后的样品研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以2.3℃/min的升温速率升温至800℃，并进行热解3h。自然冷却至室温后，收集合成的样品，得到Cu纳米团簇改性的氮掺杂碳催化剂，命名为Cu NCs/NC。

实施例4

催化剂Cu NPs/NC的制备(石墨粉代替石墨相氮化碳，二聚氰胺代替含溴酚类化合物，且未加含氮有机化合物)：

将2g石墨粉和2g二聚氰胺溶于20mL水和20mL乙醇混合液中，然后将0.496g Cu(NO₃)₂·3H₂O加入到上述溶液中，在80℃下搅拌蒸发至干。将蒸干后的样品研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以2.3℃/min的升温速率升温至800℃，并进行热解3h。自然冷却至室温后，收集合成的样品，得到Cu纳米颗粒改性的氮掺杂碳催化剂，命名为Cu NPs/NC。

实施例5

催化剂Cu/C的制备(未加石墨相氮化碳、含溴酚类化合物和含氮有机化合物)：

将2.5g葡萄糖和0.248g Cu(NO₃)₂·3H₂O溶于20mL水和20mL乙醇混合液中，然后在80℃下搅拌蒸发至干。将蒸干后的样品研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以2.3℃/min的升温速率升温至800℃，并进行热解3h。自然冷却至室温后，收集合成的样品，得到Cu改性的碳催化剂，命名为Cu/C。

实施例6

本发明双功能Cu基脱硫催化剂的制备：

将2g石墨相氮化碳和2g对溴苯酚溶于30ml水和30ml乙醇混合液中，然后将0.2gCu(NO₃)₂·3H₂O和0.052g酞菁加入到上述溶液中，在60℃下搅拌蒸发至干。将蒸干后的样品研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至1000℃，并进行热解2h。自然冷却至室温后，收集合成的样品，得到具有纳米层状结构的单原子Cu改性的氮掺杂碳催化剂。

实施例7

本发明双功能Cu基脱硫催化剂的制备：

将2g石墨相氮化碳和2g三溴苯酚溶于10mL水和10mL乙醇混合液中，然后将0.1gCu(NO₃)₂·3H₂O和0.052g席夫碱加入到上述溶液中，在100℃下搅拌蒸发至干。将蒸干后的样品研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至600℃，并进行热解6h。自然冷却至室温后，收集合成的样品，得到具有纳米层状结构的单原子Cu改性的氮掺杂碳催化剂。

COS催化水解性能测试：

实施例1～5制备的催化剂用于COS的催化水解活性测试条件是：催化剂装填量m＝0.2g，反应温度为30℃～110℃，反应物中的水蒸气温度为40℃，原料气浓度为110mg/m³COS/N₂，反应管内径为5mm，原料气空速(WHSV)为6000mL·g^-1·h^-1，原料气流速为20mL·min^-1。催化剂的活性以COS转化率的百分数来表示。

实施例1～5制备的催化剂应用于COS催化水解反应上，其活性计算公式如下：

如图5所示，随着反应温度的增加，COS的转化率相应提高。但在90℃时，Cu/C的COS转化率开始发生下降。此外，单原子CuN₄/NC催化剂在反应温度为50℃时，其COS转化率就达到100％。更为重要的是，单原子CuN₄/NC催化剂也优于纳米团簇Cu NCs/NC和纳米颗粒CuNPs/NC催化剂。从图6可知，当温度在70℃时，CuN₄/NC催化剂展示出最佳的COS脱除活性稳定性，且优于商业催化剂10K₂CO₃/Al₂O₃。催化剂的活性稳定性遵循以下规律：Cu/C＜NC＜10K₂CO₃/Al₂O₃＜CuN₄/NC。

图7为本发明实施例2制备的催化剂和CuO在COS催化水解反应的活性曲线图。如图可知，在反应温度为70℃时，实施例2制备的催化剂在运行30h后，COS脱除效率没有发生下降，仍可以完全转化。而CuO在运行20h后，其转化率仅只有1.2％，COS脱除效率差。

表1本发明实施例2和商业10K₂CO₃/Al₂O₃及CuO在工业条件下的催化活性

如表1所示，实施例2制备的催化剂和CuO与商业10K₂CO₃/Al₂O₃相比，在30℃-110℃温度区间内显示出更高的COS转化率，COS脱除率均在86％以上。

图8为本发明实例2制备的单原子Cu改性氮掺杂碳催化剂在反应前后的XRD图谱。从图谱中可知，CuN₄/NC样品在反应前后，(002)和(100)晶面衍射峰基本没有发生变化，而且也没有新的衍射峰产生，说明催化剂的化学稳定性较好。

H₂S吸附脱除性能测试：

实施例1～5制备的催化剂用于H₂S脱除的测试条件是：催化剂装填量为0.1g，吸附时反应温度为常温，原料气中的H₂S浓度为500ppm，N₂为平衡气，反应管内径为5mm，原料气流速为20mL/min，吹扫气氩气流速为20mL/min，脱附时还原气CO气体流速为20mL/min，脱附温度为200℃。实例中催化剂的活性和稳定性结果均以H₂S吸附量表示，H₂S浓度利用在线色谱进行测试。测试结果如下表所示：

表2本发明实施例1～5和CuO、ZnO、Fe₂O₃、Si/Al分子筛的H₂S吸附量统计表

催化剂	H<sub>2</sub>S吸附量(g/g<sub>催化剂</sub>)
		实例1	2.1
实例2	7.9
		实例3	6.8
实例4	5.5
		实例5	1.8
CuO	7.2
		ZnO	5.8
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	3.5
		Si/Al分子筛	5.5

表3本发明实施例2的循环性测试统计表

次数	H<sub>2</sub>S吸附量(g/g<sub>催化剂</sub>)
		1	7.9
2	7.9
		3	7.6
4	7.8
		5	7.5
6	7.6

表4对比例CuO的循环性测试统计表

次数	H<sub>2</sub>S吸附量(g/g<sub>催化剂</sub>)
		1	7.2
2	5.1
		3	2.2
4	0.5

如表2所示，实施例2制备的单原子Cu基催化剂拥有最好的H₂S吸附量，优于纳米团簇、纳米颗粒和体相Cu基催化剂。此外，单原子CuN₄/NC的H₂S吸附量为7.9g/g催化剂，高于ZnO、Fe₂O₃和Si/Al分子筛。从表3和表4的循环测试性能来看，经过6次循环再生后，实施例2的催化剂的吸附性能没有发生下降，再生循环稳定性好。而体相CuO催化剂经历4次循环测试后，脱硫性能显著降低，基本上不能还原脱附，容易中毒失活。

综上可知，由本发明制备的纳米片结构的单原子Cu基脱硫催化剂既能在低温下高效催化水解COS，又能深度去除H₂S，在实际工业生产中具有巨大的应用价值。

本发明未述之处适用于现有技术。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种双功能Cu基脱硫催化剂，其特征在于，所述催化剂包括氮掺杂碳纳米片载体，以及负载在所述载体上的以单原子形式分散的活性金属Cu。

2.根据权利要求1所述的双功能Cu基脱硫催化剂，其特征在于，所述催化剂中Cu的掺杂量为0.1～3wt.％，单原子活性为Cu-N_X，其中2＜X＜6。

3.根据权利要求2所述的双功能Cu基脱硫催化剂，其特征在于，所述催化剂的比表面积为362～469m²/g。

4.权利要求1-3任一项所述的双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、石墨相氮化碳的制备：以尿素、单氰胺、双氰胺、三聚氰胺、三聚硫氰酸、硫脲中的一种或几种作为前驱体，在空气或氮气气氛下，升温至500～600℃，保持1～4h，冷却至室温，制得石墨相氮化碳；

S2、铜原子嵌入到氮掺杂碳纳米片载体上的制备：首先将步骤S1制备的石墨相氮化碳和含溴酚类化合物分散溶解至乙醇和水的混合溶液中，然后再将相应的Cu前驱体和含氮有机化合物加入到上述溶液中，搅拌蒸发至干得中间体，中间体在氮气气氛下焙烧，自然冷却至室温后得到所需双功能Cu基脱硫催化剂。

5.根据权利要求4所述的双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中中间体在氮气气氛下焙烧的步骤如下：将蒸干后的中间体研磨成粉末，置于加热装置中，在氮气气氛下，以1～5℃/min的升温速率升温至600～1000℃，并进行热解2～6h。

6.根据权利要求4所述的双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中搅拌蒸发的温度为60～100℃。

7.根据权利要求4所述的双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中加入的石墨相氮化碳、含溴酚芳香化合物、Cu前驱体和含氮有机化合物的质量配比为(5～20):(5～20):(0.5～2):0.520，加入的石墨相氮化碳与乙醇和水的质量体积比(5～20)g:(100～300)ml:(100～300)ml。

8.根据权利要求4所述的双功能Cu基脱硫催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中加入的含溴酚类化合物为四溴双酚A、三溴苯酚、对溴苯酚中的一种或几种；加入的含氮有机化合物为卟啉、酞菁、席夫碱中的一种或几种；加入的Cu前驱体为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜、乙酸铜中的一种或几种。

9.一种双功能Cu基脱硫催化剂在催化脱除COS和H₂S方面的应用，其特征在于，将权利要求4-8任一项所述的制备方法制备的催化剂用于COS的水解反应和H₂S的吸附脱除。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，COS水解反应的应用条件为：原料气气体流速为10～40mL/min，反应温度为30～110℃，升温速率为2～3℃/min，反应的水蒸汽含量为3～12wt.％；

H₂S吸附脱除的应用条件为：原料气流速为20～30mL/min，吹扫气氩气流速为20～30mL/min，脱附时还原气CO气体流速为20～30mL/min，脱附再生温度为180～220℃。

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