低温催化氧化二氧化硫的炭基脱硫催化剂及其制备与应用

摘要

本发明公开了一种低温催化氧化二氧化硫的炭基脱硫催化剂以及其制备与应用。所述炭基脱硫催化剂为活性炭类材料表面被氮、硫杂原子同时修饰的，氮元素和硫元素的质量含量分别为炭基脱硫催化剂总质量0.1～10％和0.1～5％的脱硫催化剂。其制备是先将活性炭类材表面进行氧化预处理，然后用杂原子前驱物浸渍，之后置入煅烧炉中于400～1000℃下煅烧。炭基脱硫催化剂在脱除工业废气中二氧化硫制取硫酸中的应用,将含有二氧化硫的工业废气调质至粉尘浓度≤50mg/m³，温度50-150℃，氧气体积含量≥3％，水蒸气体积含量≥5％，使调质后的工业废气通过以炭基脱硫催化剂构成的床层，废气中二氧化硫在炭基脱硫催化剂的作用下催化氧化成三氧化硫，进而反应生成硫酸。

主权项

一种低温催化氧化二氧化硫的炭基脱硫催化剂，其特征在于，为活性炭类材料表面被氮、硫杂原子同时修饰的，氮元素和硫元素的质量含量分别为炭基脱硫催化剂总质量0.1～10％和0.1～5％的脱硫催化剂，所述活性炭类材料为活性炭纤维、蜂窝状活性炭、中空活性炭或颗粒状活性炭，由包括以下工艺步骤的方法制备：(1)材料表面氧化预处理：将商业可得的活性炭类材料浸泡在强氧化剂溶液中，活性炭类材料表面充分氧化后从强氧化剂溶液中取出，用去离子水冲洗直至洗涤液pH为6.5～7.5，然后进行干燥处理；或将商业可得的活性炭类材料置入煅烧炉中，通入氧体积浓度3～100％的气体，在200～600℃温度下煅烧反应0～2小时，冷却室温后取出；(2)杂原子前驱物的浸渍：在0～60℃下，将含有硫和氮原子的前驱物溶解在溶剂中，配置成0.1～3mol/L的溶液，并与经过步骤(1)处理的活性炭类材料进行均匀混合，然后在20～100℃温度下将溶剂蒸发，并在105～150℃进行干燥处理；(3)高温煅烧：将步骤(2)得到的负载了前驱物的活性炭类材料置入煅烧炉中，在惰性气体保护下按照1～20℃/min的升温速率从室温升温至400～1000℃，在该温度下煅烧反应0.5～12h，使前驱物分解并与活性炭类材料表面进行反应，冷却后即制备得到活性炭类材料表面同时具有含氮官能团和含硫官能团的炭基脱硫催化剂。