一种氮掺杂有序介孔碳催化材料及其制备方法和应用.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CN108246338A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810149007.8C01B32/05(2017.01)(22)申请日2018.02.13(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州地区大学新区学园路2号(72)发明人刘福建米金星沈丽娟曹彦宁江莉龙(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊李翠娥(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/52(2006.01)C01B17/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称一种氮掺杂有序介孔碳催化材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种氮掺杂有序介孔碳催化材料及其制备方法和应用，具体步骤为：1）有序介孔碳聚合物的制备；2）预氧化；3）快速碳化：将经过预氧化的样品移至700~900℃的管式炉中，惰性气氛下碳化15min；4）KOH刻蚀碳化：将快速碳化后的样品与KOH按质量比1:1混合，于管式炉中在惰性气氛下700～900℃焙烧2h，自然冷却后，用1MHCl溶液中和，然后水洗至中性，60℃干燥8~12h，得到氮掺杂有序介孔碳催化材料。所述氮掺杂有序介孔碳N-OMP具有体心立方的介观结构，在选择性催化氧化H2S方面表现出良好的催化活性和选择性。CN108246338ACN108246338A权利要求书1/1页1.一种氮掺杂有序介孔碳催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）有序介孔碳聚合物的制备：称取一定量的三嵌段聚醚共聚物、间氨基苯酚和对苯二甲醛，进行机械混合；然后将固体混合物转移到高压反应釜中，经水热处理后，室温下自然冷却，取出釜中的深红褐色块状固体，研成细粉，经过焙烧得到具有开放孔道的有序介孔聚合物；2）预氧化；3）快速碳化；4）KOH刻蚀碳化。2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂有序介孔碳催化材料的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的水热处理为：在150℃下反应24h，所述的焙烧为：在惰性气氛下400℃焙烧4h。3.根据权利要求2所述的一种氮掺杂有序介孔碳催化材料的制备方法，其特征在于：间氨基苯酚和对苯二甲醛的摩尔比为1:1.2~1.5；所述的机械混合为将混合物于研钵中研细混匀，研磨时间为10~20分钟。4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂有序介孔碳催化材料的制备方法，其特征在于：步骤2）所述的预氧化为在空气气氛下250℃焙烧2h。5.根据权利要求1所述的一种氮掺杂有序介孔碳催化材料的制备方法，其特征在于：步骤3）所述的快速碳化具体为：将经过预氧化的样品移至700~900℃的管式炉中，惰性气氛下碳化15min。6.根据权利要求1所述的一种氮掺杂有序介孔碳催化材料的制备方法，其特征在于：步骤4）具体为：将快速碳化后的样品与KOH按质量比1:1混合，于管式炉中在惰性气氛下700～900℃焙烧2h，自然冷却后，用1MHCl溶液中和，然后水洗至中性，60℃干燥8~12h，得到氮掺杂有序介孔碳催化材料。7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的氮掺杂有序介孔碳催化材料，其特征在于：所述的氮掺杂有序介孔碳催化材料为体心立方的介观结构，催化材料颗粒度为20～40目，表面积高达700～1000m2/g。8.一种如权利要求7所述的氮掺杂有序介孔碳催化材料在H2S的选择性催化氧化反应中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：H2S的选择性催化氧化反应的反应温度为100～180℃。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：氮掺杂有序介孔碳催化材料的用量为0.2g；所述的H2S的选择性催化氧化反应中，原料气组分及含量依次为：5000ppmH2S和-1-1-12500ppmO2，N2为平衡气；反应空速为10500mL•g•h；原料气流速为35mL•min。2CN108246338A说明书1/5页一种氮掺杂有序介孔碳催化材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种环境催化剂的制备技术及其应用领域，具体涉及一种氮掺杂有序介孔碳催化材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]由于H2S是一种有毒的污染物并且会破坏环境，因此在过去的数十年里，从炼油厂原油和天然气产业产生的H2S中回收硫引起了相当大的关注。目前最常用的技术是Claus硫回收工艺，即从含硫的气体中回收硫单质。大多数的Claus工艺使用H2S、CO2和H2O作为主要成分，以N2、NH3和烃类化合物为第二组分。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。为进一步去除残留的H2S，人们发展了将H2S选择性氧化成单质硫的技术。反应式如下所示：（反应