一種銅硅復(fù)合脫硫劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種銅娃復(fù)合脫硫劑的制備方法，屬多孔有序氧化銅基脫硫劑的制備 及應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化銅與硫化氫反應(yīng)具有顯著的熱力學(xué)優(yōu)勢(shì)，還有高的反應(yīng)速率，氧化銅可以將 硫化氫從5000ppm減小至0· 66ppm，是一種廣泛使用的脫硫劑活性組分；Mei Xue等人采用 共沉淀法制備了系列金屬氧化物Ag、Cu、Zn、Co、Ni、Ca、Mn、Sn，可在常溫下靜態(tài)脫除硫化氫， 結(jié)果顯示，氧化銅具有很高的硫化氫吸附硫容；但是氧化銅也有缺點(diǎn)，很容易聚集造成晶粒 長(zhǎng)大從而降低脫硫效率，而且在脫硫過(guò)程中氧化銅表面會(huì)形成一層致密的硫化物，堵塞脫 硫劑的內(nèi)部孔道，限制硫化氫向脫硫劑內(nèi)部新鮮氧化銅擴(kuò)散，導(dǎo)致其利用率降低；因此，優(yōu) 化脫硫劑的織構(gòu)與改善活性組分的形貌特性是提高氧化銅基脫硫劑高效利用的重要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的
[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】的狀況和不足，以甲基丙烯酸甲酯、硝酸銅和正硅 酸乙酯為原料，通過(guò)制備聚甲基丙烯酸甲酯微球模板、多孔銅硅復(fù)合物、氨化處理，制得銅 娃復(fù)合脫硫劑，以提尚脫硫效果。
[0005] 技術(shù)方案
[0006] 本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為甲基丙烯酸甲酯、過(guò)硫酸鉀、硝酸銅、正硅酸乙酯、 乙二醇、氨水、無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇、去離子水、氮?dú)狻⒀鯕?，其?zhǔn)備用量如下：以克、毫升、厘 米 3為計(jì)量單位
[0007] 甲基丙烯酸甲酯：C5H802 25mL±0.001mL 過(guò)硫酸鉀：K2S208 0.2g±0.001g 硝酸銅：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，濃度 27% 20mL.±]mL 無(wú)水甲醇：CH3OH 4.16mL±〇._lmL 尤艱乙酔：C2H5OH 4.62 mL±0.001mL ? 離 /·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] 制備方法如下：
[0009] (1)，制備聚甲基丙烯酸甲酯微球模板
[0010] 制備聚甲基丙烯酸甲酯微球模板是在三口燒瓶中進(jìn)行的，是在水浴加熱、磁子攪 拌、水循環(huán)冷凝、氮?dú)獗Ｗo(hù)下完成的；
[0011] ①，將三口燒瓶置于水浴缸內(nèi)，水浴缸置于電加熱器上，水浴缸內(nèi)加入水浴水，水 浴水要淹沒三口瓶體積的4/5 ;
[0012] ②，在三口燒瓶上由左至右依次插入氮?dú)夤?、加液漏斗、水循環(huán)冷凝管；
[0013] ③，量取甲基丙烯酸甲酯25mL±0.0 OlmL、去離子水250mL±0.0 OlmL，稱取過(guò)硫酸 鉀0. 2g±0. 001g，加入三口燒瓶中，成混合溶液；
[0014] ④，開啟氮?dú)夤?，向三口燒瓶輸入氮?dú)?，氮?dú)廨斎胨俣?0cm3/min ;
[0015] 開啟水循環(huán)冷凝管，進(jìn)行水循環(huán)冷凝；
[0016] 磁子攪拌器進(jìn)行攪拌；
[0017] ⑤，開啟電加熱器，加熱三口瓶?jī)?nèi)的混合溶液，加熱溫度70°C ±1°C，加熱時(shí)間 120min ；
[0018] 三口燒瓶?jī)?nèi)的混合溶液在水浴加熱、攪拌過(guò)程中將發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)方程式如 下：
[0020] 式中
聚甲基丙烯酸甲酯，聚合度η = 1080 ;
[0021] 聚合反應(yīng)后停止加熱、停止水循環(huán)冷凝，混合溶液在氮?dú)獗Ｗo(hù)下隨瓶冷卻至25°C ;
[0022] ⑥，離心分離，將冷卻后的混合溶液置于分離管內(nèi)，進(jìn)行離心分離，分離轉(zhuǎn)數(shù) 3500r/min，分離時(shí)間500min，分離后留存沉淀物，棄去分離液；
[0023] ⑦，真空干燥，將沉淀物置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥溫度 40°C，真空度8Pa，干燥時(shí)間1440min，干燥后成膠晶模板，即聚甲基丙烯酸甲酯微球模板；
[0024] (2)，制備多孔銅硅復(fù)合物
[0025] ①，切制膠晶模板
[0026] 將干燥的膠晶模板置于鋼質(zhì)平板上，用刀具切制成小塊，小塊尺寸 5mm X 5mm X 5mm ；
[0027] ②，配制混合溶膠
[0028] 稱取硝酸銅9. 697g±0. 001g，量取正硅酸乙酯4. 54mL±0.0 OlmL、乙二醇 6. 24mT, + 0.0 OlmL、無(wú)水甲醇 4. 16mL±0.0 OlmL、無(wú)水乙醇 4. 62mL±0.0 OlmL,置于燒杯中， 攪拌120min，成混合溶膠；
[0029] ③，滲透浸漬膠晶模板
[0030] 將切制的膠晶模板小塊置于混合溶膠中，進(jìn)行滲透浸漬，滲透浸漬時(shí)間480min ;
[0031] ④，抽濾
[0032] 將浸有模板的混合溶膠置于抽濾瓶的布氏漏斗中，用微孔濾膜進(jìn)行抽濾，留存濾 餅，棄去濾液；
[0033] ⑤，真空干燥
[0034] 將濾餅置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥溫度為40°C，真空度 10Pa，干燥時(shí)間12h ;
[0035] ⑥，焙燒
[0036] 焙燒是在真空焙燒爐內(nèi)進(jìn)行的，是在加熱、抽真空、氮?dú)?氧氣氣氛下完成的；
[0037] 清理真空焙燒爐，使?fàn)t內(nèi)潔凈；
[0038] 將真空干燥后的濾餅置于石英容器中，然后置于真空焙燒爐內(nèi)的工作臺(tái)上，并密 閉；
[0039] 開啟真空栗，抽取爐內(nèi)空氣，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)8Pa ;
[0040] 向爐內(nèi)輸入氮?dú)?氧氣的混合氣體，氮?dú)馀c氧氣的體積比為7:3,氮?dú)?氧氣的輸 入速度為300cm 3/min，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)恒定0.1 MPa ;
[0041 ] 開啟真空焙燒爐加熱器，加熱速率1°C /min,加熱溫度300°C，在此溫度恒溫保溫 120min ；
[0042] 繼續(xù)加熱至500°C ± 2°C，在此溫度恒溫保溫90min ;
[0043] 焙燒后，關(guān)閉加熱器，使其隨爐冷卻至25°C，石英容器中的產(chǎn)物即為多孔銅硅復(fù)合 物顆粒；
[0044] (3)，氨化處理多孔銅硅復(fù)合物
[0045] 多孔銅硅復(fù)合物的氨化處理是在氨化處理器上進(jìn)行的，是在恒溫加熱、氨氣吸附 過(guò)程中完成的；
[0046] ①，將氨水20mL± lmL，加入氨氣發(fā)生器的單口燒瓶?jī)?nèi)；
[0047] ②，將多孔銅硅復(fù)合物顆粒置于氨化處理器內(nèi)；
[0048] ③，開啟氨氣發(fā)生器的電加熱器，加熱溫度40°C ±0. 5°C，并恒定；
[0049] ④，氨水加熱產(chǎn)生的氨氣進(jìn)入氨化處理器內(nèi)，氨氣吸附于多孔銅硅復(fù)合物顆粒表 面；
[0050] 轉(zhuǎn)動(dòng)氨化處理器，使氨氣吸附均勻；
[0051] 氨化處理時(shí)間120min ;
[0052] 氨化處理后銅硅復(fù)合物呈堿性，為終產(chǎn)物銅硅復(fù)合脫硫劑；
[0053] ⑷，檢測(cè)、分析、表征
[0054] 對(duì)制備的銅硅復(fù)合脫硫劑的形貌、色澤、成分、化學(xué)物理性能進(jìn)行檢測(cè)、分析、表 征；
[0055] 用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡進(jìn)行銅硅復(fù)合脫硫劑的微觀形貌分析；
[0056] 用X射線衍射儀進(jìn)行銅硅復(fù)合脫硫劑的物相分析；
[0057] 結(jié)論：銅硅復(fù)合脫硫劑為黑色顆粒狀，顆粒為多孔形，孔徑尺寸< llOnm，孔徑排 列有序，孔之間有小孔連通，小孔尺寸彡25nm，產(chǎn)物純度達(dá)99. 3 % ;
[0058] (5)，產(chǎn)物存儲(chǔ)
[0059] 對(duì)制備的銅硅復(fù)合脫硫劑顆粒儲(chǔ)存于棕色透明的玻璃容器內(nèi)，密閉避光保存，要 防潮、防曬、防酸堿鹽侵蝕，儲(chǔ)存溫度20°C，相對(duì)濕度< 10%。
[0060] 有益效果
[0061] 本發(fā)明與【背景技術(shù)】相