申请/专利权人：湘潭大学

申请日：2019-01-23

公开（公告）日：2021-11-19

公开（公告）号：CN109821564B

主分类号：B01J27/24(20060101)

分类号：B01J27/24(20060101);B01J27/22(20060101);B01J27/051(20060101);B01J35/10(20060101);B01D53/86(20060101);B01D53/52(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.11.19#授权;2019.06.25#实质审查的生效;2019.05.31#公开

摘要：本发明提供一种包覆型催化剂的制备方法，所述催化剂包括钼基化合物核结构和包覆在外的二氧化硅壳结构，所述钼基化合物核结构为二硫化钼、碳化钼和氮化钼中的一种或多种；所述方法包括：步骤A、获取粉末状的钼基化合物核结构；步骤B、将所述粉末状的钼基化合物与分散剂混匀后，加入用于调节pH值的碱、表面活性剂和正硅酸乙酯，反应后固液分离，对所得固体进行清洗和干燥后得到所述包覆型催化剂的前驱体，所述前驱体在600～1000℃下焙烧后得到所述包覆型催化剂，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。本发明制备过程简便，原料易得，微波催化硫化氢直接分解的活性高，稳定性好。

主权项：1.一种包覆型催化剂的制备方法，所述催化剂包括钼基化合物核结构和包覆在外的二氧化硅壳结构，所述钼基化合物核结构为氮化钼或为氮化钼和碳化钼的组合；所述制备方法包括如下步骤：步骤A、获取粉末状的钼基化合物核结构，具体为氮化钼或为氮化钼和碳化钼的组合；步骤A中粉末状的钼基化合物核结构通过研磨获取；步骤A中所述氮化钼为由钼酸盐制备得到，且具体包括先将钼酸盐在空气中于450~700℃焙烧后得到三氧化钼，再将所述三氧化钼在氨气氛围和550~800℃的温度下焙烧后得到氮化钼；步骤B、将所述粉末状的钼基化合物与分散剂混匀后，加入用于调节pH值的碱、表面活性剂和正硅酸乙酯，反应后固液分离，对所得固体进行清洗和干燥后得到所述包覆型催化剂的前驱体，所述前驱体在600~1000℃下焙烧后得到所述包覆型催化剂，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；步骤B中钼基化合物与氨水、十六烷基三甲基氯化铵和正硅酸乙酯的用量比例为1g：1~4ml：1~3ml：1~3ml。

全文数据：一种包覆型催化剂的制备方法及催化剂技术领域本发明属于含硫化氢的废气处理技术领域，具体涉及一种包覆型催化剂的制备方法及催化剂。背景技术硫化氢H2S是一种无色且剧毒的气体，低浓度时具有臭鸡蛋气味的刺激性气味，它自然存在于原油、天然气、火山气体、温泉和一些湖泊中，也来源于工业制造的副产品，如石油精炼、天然气净化、煤矿开采、造纸厂、皮革厂等。它不仅会对运输管道造成严重的腐蚀，而且给环境带来巨大负担，还对人类健康造成严重的威胁。因此，在硫化氢的处理方面，国家法规也对相关行业提出严格要求。目前，工业上处理硫化氢废气的主要方法是克劳斯Claus工艺，也就是将硫化氢不完全氧化生成水和硫磺，使硫磺得到回收，却浪费了氢资源，由于硫化氢废气不能被完全氧化，并且尾气中还伴随二氧化硫生成，直接排放到大气中会导致二次污染，因此，寻找一种有效的途径将硫化氢直接分解生成硫磺和氢气标的非常有意义。近些年来，对于直接分解硫化氢生成氢气和硫磺的方法存在很多不足：能耗过大，材料价格昂贵，催化剂分解效率低且易失活，分解反应条件严苛等，例如：Furhad等人在不添加催化剂的情况下直接分解硫化氢，发现在温度为1200℃、压力为0.1Mpa的条件下，硫化氢的转化率有35.6％，而在1200℃和0.005Mpa的条件下，硫化氢的转化率可达65.8％，虽然此工艺实现了硫化氢的直接分解，但是所需温度太高，耗费大量能量；Zhao等人利用脉冲电晕放电等离子体反应器探索直接分解硫化氢制氢，虽然分解每个硫化氢分子的最低耗能为17ev，但是不能处理浓度高的硫化氢气体，这也限制了工业化的应用；马贵军等人在λ＞420nm的可见光照射下，0.5％的Cu2+掺杂到ZnS中时，硫化氢的分解率可达17μmolh，但是催化剂易失活，可见光利用率极低，分解效率不高。专利CN201110240512中公开一种分解硫化氢制备氢气和单质硫的方法。其中，通过介质阻挡放电使硫化氢或者含硫化氢的气体电离，形成均匀分布的非平衡等离子体，硫化氢在等离子体中自发分解为氢气和单质硫；当等离子体中有光催化剂时，可以利用其中光子的能量促进硫化氢的分解，适宜条件下可以实现完全转化。常用的固体光催化剂都可用于上述过程，比如氧化钛、氧化铈、氧化锆、氧化锌、氧化镉、氧化铜、氧化钼、氧化钨、硫化锌、硫化镉、硫化铜、硫化钼、硫化钨，以及由它们组成的两种或者两种以上的混合物，也可以将其负载在多孔材料上制成负载型催化剂。该方法特别适用于天然气、石油和煤化学工业中的含硫化氢气体的处理，还可用于冶金、海洋等含硫化氢气体解离制氢和单质硫。该方法对气体的来源和组成没有特殊要求或者限制，因而对于硫化氢分解制氢具有普适性。该方案需要使用介质阻挡放电和光催化协同作用在浸渍负载的催化剂上，方能使得硫化氢得以电离分解，硫化氢的转化率与电压高低关系明显。另外，ACSCatalysis2018年8月第714-724页由kelvin等人发表的ConstrainedGrowthofMoS2NanosheetswithinaMesoporousSilicaShellandItsEffectsonDefectSitesandCatalystStabilityforH2SDecomposition中公开一种新的催化剂结构，具体为以二氧化硅包覆二硫化钼的包覆型催化剂结构，其催化剂的制备方法为先在氧化钼外包覆二氧化硅，再将二硫化钼替换其中的氧化钼得到一种包覆型催化剂。该催化剂在加热到800℃反应时，硫化氢的转化率仅有54.7％，且该方法中所用硫化氢含量仅为2500ppm即0.25％的废气。因此，该方案为硫化氢的直接分解提供了一种不同的思路，但该催化剂的结构、催化剂的制备方法、以及该催化剂在应用于催化分解含硫化氢的废气时的催化条件都需要得到改进。使得该结构的催化剂，或者与其有相近结构的催化剂在用于高浓度硫化氢废气的直接分解时，具有可工业应用的高催化效率。因此，本领域需要一种新的用于催化分解硫化氢的催化剂及其制备方法，还需要一种新的硫化氢催化分解方法。发明内容因此，本发明首先提供一种包覆型催化剂的制备方法，所述催化剂包括钼基化合物核结构和包覆在外的二氧化硅壳结构，所述钼基化合物核结构为二硫化钼、碳化钼和氮化钼中的一种或多种；所述制备方法包括如下步骤：步骤A、获取粉末状的钼基化合物核结构，具体为二硫化钼、碳化钼和氮化钼中的一种或多种；步骤B、将所述粉末状的钼基化合物与分散剂混匀后，加入用于调节pH值的碱、表面活性剂和正硅酸乙酯，反应后固液分离，对所得固体进行清洗和干燥后得到所述包覆型催化剂的前驱体，所述前驱体在600～1000℃下焙烧后得到所述包覆型催化剂，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。在一种具体的实施方式中，所述钼基化合物核结构为碳化钼和或氮化钼，且优选核结构中含氮化钼。在一种具体的实施方式中，步骤A中粉末状的钼基化合物核结构通过研磨获取；步骤A中所述氮化钼为由钼酸盐制备得到，且具体包括先将钼酸盐在空气中于450～700℃焙烧后得到三氧化钼，再将所述三氧化钼在氨气氛围和550～800℃的温度下焙烧后得到氮化钼；步骤A中所述碳化钼为由钼酸盐制备得到，且具体包括先将钼酸盐在空气中于450～700℃焙烧后得到三氧化钼，再将所述三氧化钼在氨气氛围和550～800℃的温度下焙烧后得到氮化钼，最后将所述氮化钼在甲烷和氢气的混合气氛围和300～1000℃的温度下焙烧后得到碳化钼。在一种具体的实施方式中，步骤B中分散在分散剂中的钼基化合物与碱、表面活性剂和正硅酸乙酯的反应温度为5～45℃，优选15～40℃，步骤B中使用乙醇清洗所述固体，且前驱体在空气气氛中焙烧，焙烧温度为700～900℃。在一种具体的实施方式中，步骤B中，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，所述碱为氨水，所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。在一种具体的实施方式中，步骤B中钼基化合物与分散钼基化合物用乙醇和去离子水的用量比例为1g：50～200ml：5～50ml，优选1g：80～150ml：10～25ml，步骤B中钼基化合物与聚乙烯吡咯烷酮的质量比例为1：1～8，优选1：2～5，步骤B中钼基化合物与氨水、十六烷基三甲基氯化铵和正硅酸乙酯的用量比例为1g：0.2～20ml：0.2～15ml：0.2～15ml，优选1g：1～4ml：1～3ml：1～3ml。在一种具体的实施方式中，所述二氧化硅壳结构为孔径在2～50nm的介孔结构。本发明还提供一种如上所述方法制备得到的包覆型催化剂。本发明还提供一种包覆型催化剂，所述催化剂为碳化钼和或氮化钼核心外包覆二氧化硅壳层的催化剂。本发明还提供一种如上所述方法制备得到的催化剂以及一种如上所述包覆型催化剂在催化硫化氢直接分解为氢气和硫磺中的应用。本发明还提供一种包覆型催化剂用于催化分解硫化氢的方法，所述催化剂包括钼基化合物核结构和包覆在外的二氧化硅壳结构，所述钼基化合物核结构为二硫化钼、碳化钼和氮化钼中的一种或多种；所述方法包括含硫化氢的废气通过包含催化剂的床层，在微波催化下发生气固相催化反应使得硫化氢分解生成氢气和硫磺。在一种具体的实施方式中，所述气固相催化反应的反应温度为300～1000℃，优选500～750℃。在一种具体的实施方式中，所述含硫化氢的废气中硫化氢的体积浓度为2～50vol％，优选为10～20vol％。在一种具体的实施方式中，所述微波的微波功率为100～1350W，优选300～900W。在一种具体的实施方式中，所述钼基化合物核结构为碳化钼和或氮化钼，且优选核结构中含氮化钼。在一种具体的实施方式中，所述催化剂采用包括如下步骤的制备方法制备得到：步骤A、获取粉末状的钼基化合物核结构，具体为二硫化钼、碳化钼和氮化钼中的一种或多种；步骤B、将所述粉末状的钼基化合物与分散剂混匀后，加入用于调节pH值的碱、表面活性剂和正硅酸乙酯，反应后固液分离，对所得固体进行清洗和干燥后得到所述包覆型催化剂的前驱体，所述前驱体在600～1000℃下焙烧后得到所述包覆型催化剂，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。在一种具体的实施方式中，步骤A中粉末状的钼基化合物核结构通过研磨获取；步骤A中所述氮化钼为由钼酸盐制备得到，且具体包括先将钼酸盐在空气中于450～700℃焙烧后得到三氧化钼，再将所述三氧化钼在氨气氛围和550～800℃的温度下焙烧后得到氮化钼；步骤A中所述碳化钼为由钼酸盐制备得到，且具体包括先将钼酸盐在空气中于450～700℃焙烧后得到三氧化钼，再将所述三氧化钼在氨气氛围和550～800℃的温度下焙烧后得到氮化钼，最后将所述氮化钼在甲烷和氢气的混合气氛围和300～1000℃的温度下焙烧后得到碳化钼。在一种具体的实施方式中，步骤B中分散在分散剂中的钼基化合物与碱、表面活性剂和正硅酸乙酯的反应温度为5～45℃，优选15～40℃，步骤B中使用乙醇清洗所述固体，且前驱体在空气气氛中焙烧，焙烧温度为700～900℃；步骤B中，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，所述碱为氨水，所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。在一种具体的实施方式中，步骤B中钼基化合物与分散钼基化合物用乙醇和去离子水的用量比例为1g：50～200ml：5～50ml，优选1g：80～150ml：10～25ml，步骤B中钼基化合物与聚乙烯吡咯烷酮的质量比例为1：1～8，优选1：2～5，步骤B中钼基化合物与氨水、十六烷基三甲基氯化铵和正硅酸乙酯的用量比例为1g：0.2～20ml：0.2～15ml：0.2～15ml，优选1g：1～4ml：1～3ml：1～3ml。在一种具体的实施方式中，所述二氧化硅壳结构为孔径在2～50nm的介孔结构。本发明至少具有如下有益效果：1、本发明制备的二氧化硅包覆型钼基化合物催化剂，其制备过程简便，原料易得，催化活性高，稳定性好，在催化剂床层温度为750℃时，微波催化硫化氢直接分解的分解率可达96.6％。2、在催化硫化氢直接分解的反应中，本发明所述包覆型催化剂或本发明所述方法制备得到的包覆型催化剂与微波协同作用，能够打破反应平衡，提高硫化氢的分解率。具体地，在与现有技术反应温度相差不大的情况下，本发明和现有技术分别为750℃和800℃时，本发明中在微波条件下催化硫化氢分解，硫化氢的分解率最高可达96.6％，这显著高于现有技术中催化剂与常规电热模式相结合的硫化氢分解率。而关于催化剂制备方法来说，背景技术中包覆型催化剂的制备方法是先形成氧化钼核芯，再在其上包覆二氧化硅，最后使用一定的方法将氧化钼核心替换为二硫化钼核心。而本发明中的制备方法是先直接制备二硫化钼、碳化钼和氮化钼核芯，再在其上包覆二氧化硅。可能是因为制备方法的不同，在背景技术中的包覆型催化剂中包覆了一层较厚的二氧化硅，而本发明中包覆一层薄薄二氧化硅的催化剂更适合于微波催化硫化氢直接分解。3、本发明所述包覆型催化剂用于催化硫化氢直接分解，其反应条件温和，对废气中硫化氢的浓度适应范围广，操作简便，参数可控，便于操作，催化剂与微波协同作用使硫化氢的分解效率高，既能使硫化氢污染得到处理又能产生良好的经济效益。具体地，在现有技术中，其制备得到的催化剂只用于催化硫化氢的体积浓度为2500ppm，即0.25vol％的含硫化氢废气。而本发明中制备得到的催化剂可用于硫化氢气体高达10～50vol％的废气处理，显然这使得本发明提供的催化剂具有不可比拟的优势。4、在具体的实例中，本发明优选所述包覆型催化剂为在碳化钼或氮化钼外包覆二氧化硅的结构。虽然本发明中制备得到的二硫化钼为核结构的催化剂已经具备优异的催化性能，但更为优选的是钼基化合物核结构为碳化钼和或氮化钼，尤其是核结构中含氮化钼，此时催化剂用于催化分解硫化氢气体的催化效果最优。而背景技术中的催化剂并未涉及碳化钼或氮化钼核结构。附图说明图1为氮化钼的TEM图，图2为氮化钼的EDS图，图3为MoNx@SiO2催化剂的TEM图，图4为MoNx@SiO2催化剂的EDS图，图5为氮化钼和MoNx@SiO2催化剂的XRD图。具体实施方式为了进一步说明本发明，结合附图列举以下实施例。在微波催化反应器装置的石英管中填充上述任意一种催化剂形成微波催化反应床，含有硫化氢的混合气体模拟废气通过微波催化反应床，发生气-固相催化反应直接催化分解硫化氢；所述包覆型催化剂的组成为MoNx@SiO2，MoCx@SiO2和MoS2@SiO2中的一种或多种；所述包覆型催化剂填充在微波催化反应装置的反应管中组成微波催化反应床，含有硫化氢的混合气体经过微波催化反应床时，在微波和包覆型催化剂的共同作用下，混合气体中的硫化氢发生直接催化分解反应，生成氢气和硫磺。本发明中所述MoNx例如为Mo2N或MoN，以本发明所述方法制备出的氮化钼经表征可知为Mo2N。实施例1一种二氧化硅包覆型钼基化合物催化剂的制备方法。所述钼基化合物核结构可通过多种方法制备，或者直接购买商品化的二硫化钼、碳化钼和氮化钼。碳化钼和氮化钼的制备方法如下：第一步、先称取一定量的钼酸盐放入坩埚，再将装有钼酸盐的坩埚放入马弗炉，马弗炉从室温升高到理想温度，在空气氛围中保温一定时间，马弗炉升温的理想温度为450℃-700℃，保温处理时间为2-8h，然后冷却至室温，即可得到三氧化钼。第二步、先将第一步得到的三氧化钼装入瓷舟，然后将瓷舟放入管式炉，设置管式炉的升温速率，然后通入NH3吹扫，吹扫时间为10-25min，将管式炉从室温升温至理想温度，在NH3氛围中保温处理一定时间，管式炉的升温速率设置为2-10℃min，理想温度为550-800℃，通入NH3流速为50-160mlmin，保温处理时间为2-8h，将其冷却至室温得到氮化钼。所得氮化钼的TEM与EDS图见图1和图2，氮化钼的XRD图见图5。第三步、在第二步冷却得到的氮化钼放入管式炉，设置管式炉的升温速率，同时打开CH4H2进行吹扫，吹扫时间为10-25min，将管式炉从室温升温到理想温度，在CH4H2氛围中保温处理一定时间，设置升温速率为5℃min，管式炉升温到理想温度为300-1000℃，通入CH4H2总流速为50-160mlmin，比例为1:2-1:4，保温处理时间为2-8h，最后冷却至室温即可得到碳化钼。MoS2制备方法如下：准确称取钼酸铵NH46Mo7O24·4H2O0.5517g、硫脲CH4N2S0.9515g，将其加入到40ml水和乙二醇混合溶液中，混合液体积比为1:1，在40℃水浴锅中搅拌30min、超声震荡1h后，将其移入50ml聚四氟乙烯高压水热反应釜中，在干燥箱中180℃反应24h，然后冷却、抽滤、用去离子水和无水乙醇分别洗涤三次，再把样品放入真空干燥箱中80℃干燥12h，即可得到MoS2样品。包覆型催化剂的制备：称取3g上述钼基化合物碳化钼、氮化钼、二硫化钼中的任意一种或两种在研钵中研磨成粉末放入烧杯，加入350ml无水乙醇和50ml去离子水，在磁力搅拌器上搅拌2min后加入10g聚乙烯吡咯烷酮，进行超声30min，接着在磁力搅拌器上搅拌一夜，滴加7ml氨水搅拌2min，接着滴加5.5ml25％十六烷基三甲基氯化铵溶液，再搅拌30min，在搅拌状态下逐滴加入6ml正硅酸乙酯，接着搅拌6h后继续反应，反应完之后离心收集，再用无水乙醇清洗三次，然后80℃真空干燥一夜，再在管式炉中800℃煅烧3h，即可得到二氧化硅包覆型钼基化合物催化剂。所得MoNx@SiO2催化剂的TEM与EDS图见图3和图4，MoNx@SiO2催化剂的XRD图见图5。从图2和图4可见，EDS分析表明Mo2N是由Mo和NC、Cu物种是由于导电胶带元素组成，MoNx@SiO2催化剂是由Mo、N、Si和O元素组成。并对比Mo2N图1与催化剂MoNx@SiO2图3的TEM图，可知所制备的Mo2N@SiO2催化剂为Mo2N包覆一层较薄的SiO2层，SiO2壳层的平均厚度约为18nm。从图5中Mo2N的XRD图中可以看出，所制备的Mo2N只出现了Mo2N的衍射峰，表明所制备的Mo2N纯度较好。包覆SiO2后，MoNx@SiO2除了含有Mo2N的衍射峰外，还出现了Mo0.42C0.58的衍射峰，这是因为在制备SiO2包覆Mo2N的过程中加入了碳源，部分Mo2N与碳源反应生成了Mo0.42C0.58。此外，本实施例所制备的MoNx@SiO2催化剂样品XRD图中没有出现SiO2的衍射峰，这是因为MoNx@SiO2催化剂中的SiO2含量少、包覆的SiO2壳层厚度较薄，且高度分散，达不到XRD的检测限。实施例2将根据实施例1制备的催化剂应用于催化硫化氢的分解，具体是：先将石棉填入微波反应器的反应石英管中，便于固定催化剂床层，再将实施例1中的催化剂放入石英管中形成微波催化剂床层，把热电偶插入催化剂床层的中央用于测温，然后通入硫化氢混合气体，使其发生气-固相催化反应，实现分解硫化氢的目的。所述混合气体为大连大特气体有限公司提供的，所述废气由氮气和硫化氢组成，其中硫化氢含量为15vol％。气相色谱仪为美国安捷伦公司制造的GC-7890A。微波功率的范围为0-1350w，优选300-800W，频率为2450MHz。本实施例选取不同种类的二氧化硅包覆型催化剂进行硫化氢分解反应实验，微波催化剂的用量为2g，目数为40-60目，催化剂的床层温度为650℃。含硫化氢的废气本发明中使用15vol％的H2S和85vol％的N2的混合气进行实验入口流量为60mlmin，反应压力为常压，通过调节微波功率来调控反应床层的温度，实验结果如表1，表1为不同种催化剂用于硫化氢分解实验的效果。表1从表1可见，在床层温度为650℃时，MoNx@SiO2催化硫化氢的分解率为87.6％，MoCx@SiO2催化硫化氢的分解率为79.5％，MoS2@SiO2催化硫化氢的分解率为76.8％，说明二氧化硅包覆型钼基化合物对微波催化直接分解硫化氢反应均有较好的活性，尤其是催化剂的核结构中含有氮化钼时，催化效果最优。实施例3在本实施例中微波催化剂为MoNx@SiO2，质量为2g，含硫化氢的废气本发明中使用15vol％的H2S和85vol％的N2的混合气进行实验入口流量为60mlmin，反应压力为常压，考察不同微波输入功率分别设定为700W、750W、800W对硫化氢分解的影响，实验结果见表2，表2为同种催化剂在不同微波输入功率下用于硫化氢分解实验的效果。表2从表2可见，随着微波输入功率的不断增大，催化剂床层的温度也在不断地升高，相对应的硫化氢的分解率也在不断地提高，当输入功率为700W时，床层温度可达584℃，硫化氢分解率为46.7％；当输入功率为750W时，催化剂床层可达620℃，硫化氢的转化率达到68.3％，当输入功率为800W时，催化剂床层温度可达705℃，硫化氢的分解率达到92.2％。因此，微波输入功率对硫化氢的分解率有很大的影响。实施例4本实施例中催化剂与实施例3中催化剂相同，为MoNx@SiO2催化剂，质量为2g，通入硫化氢混合气体的流量为60mlmin，反应压力为常压，调整微波输入功率控制催化剂床层温度，考察催化剂床层温度分别设定为550℃、600℃、650℃、700℃、750℃对硫化氢分解的影响，详情如表3，表3为MoNx@SiO2催化剂在不同催化剂床层温度下对硫化氢分解的影响。表3从表3中可知，随着催化剂床层温度的升高，硫化氢的转化率也升高，催化剂床层温度为550℃时，硫化氢的转化率仅为31.9％，在催化剂床层温度为750℃时，硫化氢的转化率高达96.6％，因此，床层温度对硫化氢的分解率有极大的影响。对比例1背景技术已公开的资料中，常规反应模式下，不添加催化剂时，800℃以下时，硫化氢几乎不发生分解。对比例2背景技术已公开的资料中，常规反应模式下，以其中公开的方法制备得到的包覆型催化剂MoS2@SiO2在常规反应模式下，分解浓度很低的硫化氢气体硫化氢浓度为2500ppm，N2为平衡气，在800℃时硫化氢的转化率只有54.7％。对比例3使用本发明实施例1制备得到的所述包覆型催化剂在常规反应模式下用于催化分解15vol％的含硫化氢废气，对比例3中除了将实施例2中的微波催化条件改为使用电加热催化外，其它条件跟实施例2相同。实验结果显示，对MoNx@SiO2、MoCx@SiO2、MoS2@SiO2、MoCx-MoNy@SiO2这四种包覆型催化剂来说，其硫化氢的转化率分别为24.7％、26.3％、18.9％和25.8％。从上面实施例和对比例的比较可见，本发明提供的催化剂在750℃时硫化氢的转化率可高达96.6％，说明该催化剂与微波共同作用能够打破硫化氢分解反应平衡，极大地提高硫化氢的转化率，既能获得良好的经济效益，也更有利于环境保护。使用本发明中所述方法制备得到的薄壳包覆型催化剂尤其适宜于与微波共同作用而用于催化硫化氢直接分解。因此，本发明具有乐观的潜在应用前景。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种包覆型催化剂的制备方法，所述催化剂包括钼基化合物核结构和包覆在外的二氧化硅壳结构，所述钼基化合物核结构为二硫化钼、碳化钼和氮化钼中的一种或多种；所述制备方法包括如下步骤：步骤A、获取粉末状的钼基化合物核结构，具体为二硫化钼、碳化钼和氮化钼中的一种或多种；步骤B、将所述粉末状的钼基化合物与分散剂混匀后，加入用于调节pH值的碱、表面活性剂和正硅酸乙酯，反应后固液分离，对所得固体进行清洗和干燥后得到所述包覆型催化剂的前驱体，所述前驱体在600～1000℃下焙烧后得到所述包覆型催化剂，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述钼基化合物核结构为碳化钼和或氮化钼，且优选核结构中含氮化钼。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤A中粉末状的钼基化合物核结构通过研磨获取；步骤A中所述氮化钼为由钼酸盐制备得到，且具体包括先将钼酸盐在空气中于450～700℃焙烧后得到三氧化钼，再将所述三氧化钼在氨气氛围和550～800℃的温度下焙烧后得到氮化钼；步骤A中所述碳化钼为由钼酸盐制备得到，且具体包括先将钼酸盐在空气中于450～700℃焙烧后得到三氧化钼，再将所述三氧化钼在氨气氛围和550～800℃的温度下焙烧后得到氮化钼，最后将所述氮化钼在甲烷和氢气的混合气氛围和300～1000℃的温度下焙烧后得到碳化钼。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤B中分散在分散剂中的钼基化合物与碱、表面活性剂和正硅酸乙酯的反应温度为5～45℃，优选15～40℃，步骤B中使用乙醇清洗所述固体，且前驱体在空气气氛中焙烧，焙烧温度为700～900℃。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤B中，所述分散剂包括去离子水、乙醇和聚乙烯吡咯烷酮，所述碱为氨水，所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵。6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，步骤B中钼基化合物与分散钼基化合物用乙醇和去离子水的用量比例为1g：50～200ml：5～50ml，优选1g：80～150ml：10～25ml，步骤B中钼基化合物与聚乙烯吡咯烷酮的质量比例为1：1～8，优选1：2～5，步骤B中钼基化合物与氨水、十六烷基三甲基氯化铵和正硅酸乙酯的用量比例为1g：0.2～20ml：0.2～15ml：0.2～15ml，优选1g：1～4ml：1～3ml：1～3ml。7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述二氧化硅壳结构为孔径在2～50nm的介孔结构。8.根据权利要求1～7中任意一项所述方法制备得到的包覆型催化剂。9.一种包覆型催化剂，其特征在于，所述催化剂为碳化钼和或氮化钼核心外包覆二氧化硅壳层的催化剂。10.根据权利要求1～7中任意一项所述方法制备得到的催化剂以及根据权利要求8或9所述包覆型催化剂在催化硫化氢直接分解为氢气和硫磺中的应用。

百度查询： 湘潭大学 一种包覆型催化剂的制备方法及催化剂

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