一种二维层状多孔BCN的制备方法及其H.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110498400A(43)申请公布日2019.11.26(21)申请号201910920656.8B01J35/10(2006.01)(22)申请日2019.09.27(71)申请人福州大学地址350002福建省福州市鼓楼区工业路523号(72)发明人曹彦宁齐思慧江莉龙沈丽娟雷淦昌(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人修斯文蔡学俊(51)Int.Cl.C01B21/082(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/52(2006.01)B01J27/24(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种二维层状多孔BCN的制备方法及其H2S选择性氧化应用(57)摘要本发明公开了一种具有二维层状多孔六方相硼碳氮（BCN）的制备方法，属于催化剂制备技术领域。由如下原料制备得到：碳源、硼源和氮源，所述原料按照不同质量比制备，在管式炉中在氮气或氩气的气氛进行处理，得到一系列的层状BCN。所述层状BCN具有二维结构和多孔结构，制备过程简单。BCN中的碳元素有利于H2S的吸附、解离和提高活化氧的能力，因而有效地促进了反应的进行，使催化剂在选择性催化氧化H2S方面首次应用中表现出高的催化活性和硫单质的选择性。CN110498400ACN110498400A权利要求书1/1页1.一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）称取不同质量比例的碳源、硼源和氮源，溶于一定量的蒸馏水中；（2）在一定温度下超声处理1h；（3）然后将装有溶液的烧杯转移到油浴锅中，在一定温度下将溶剂蒸干；进行干燥；（4）将得到的固体置于研钵中研磨直至粉末状；（5）经一定温度焙烧后得到具有二维层状多孔BCN。2.根据权利要求1所述一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：所述碳源、硼源和氮源的原料质量比计为10～90％：10～90％：10～90％。3.根据权利要求1所述一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：所述碳源为葡萄糖、α-D型葡萄糖、蔗糖、淀粉中的一种或者多种；所述硼源为硼酸、氧化硼中的一种或者多种；所述氮源为双氰胺、尿素、三聚氰胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述蒸馏水的用量为50~200mL。5.根据权利要求1所述一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的蒸干溶剂是在油浴锅中以50~100℃下进行。6.根据权利要求1所述一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的干燥温度为60-100℃，干燥时间为0.5-12h。7.根据权利要求1所述一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述焙烧温度为500-1200℃，焙烧时间为3-10h。8.根据权利要求7所述一种二维层状多孔BCN的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的焙烧是在管式炉中在氮气或氩气的气氛下，于600~1000℃焙烧2~8h，焙烧升温速率为1~10℃/min。9.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备的具有二维层状多孔BCN。10.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备的具有二维层状多孔BCN的应用，其特征在于：用于选择性催化氧化H2S。2CN110498400A说明书1/6页一种二维层状多孔BCN的制备方法及其H2S选择性氧化应用技术领域[0001]本发明涉及一种环境催化剂的制备技术及其应用领域，具体涉及一种二维层状多孔BCN的制备方法及其在氧化H2S方面的应用。背景技术[0002]随着工业化的不断发展进步，许多与石油相关的煤化学、原油加工和加氢脱硫等工艺会产生大量有毒的H2S，不仅对人体有害，且对生态环境造成不可逆转的破坏。当空气中H2S的含量＞560ppm时，人们便会感觉到呼吸困难，严重时，可能会导致死亡。因此有必要对其进行高效脱除和资源化管理。目前Claus工艺是处理H2S最常用的技术，该工艺可以将H2S气体转化为可回收的硫单质（2H2S+SO2⇆3S+2H2O）。但是，由于Claus平衡反应的热力学限制，在排放的尾气中仍然存在约4%的H2S。为了更高效地处理H2S，人们进一步发展了H2S选择性氧化成单质硫的技术。反应式如下所示：H2S选择性氧化成S为不可逆反应，不受热力学平衡限制。并且该反应过程简单，工艺先进，具有良好的发展前景，应用该工艺的关键在于研发具备优良性能的催化剂。[0003]Fe2O3、TiO2、Cr2O3、Al2O3等金属氧化物作为常用的催化剂或催化剂载体被广泛应用于H2S选择性氧化的反应中。但由于硫的p轨道和金属的d轨道有很大的重叠，诱导金属-S键的形成，导致催化剂中毒失