一种改性石墨相氮化碳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CN107934931A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711137247.8B01J35/10(2006.01)(22)申请日2017.11.16(71)申请人福州大学地址350002福建省福州市工业路523号(72)发明人江莉龙沈丽娟雷淦昌曹彦宁王心晨(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人李静(51)Int.Cl.C01B21/082(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/52(2006.01)B01D53/48(2006.01)B01J27/24(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图13页(54)发明名称一种改性石墨相氮化碳及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于材料制备及环境催化的技术领域，具体涉及一种改性石墨相氮化碳及其制备方法和应用，改性石墨相氮化碳由尿素和四溴双酚A通过共聚合反应制备得到，其中，所述改性石墨相氮化碳中溴的含量为0.1-0.5wt％，所述改性石墨相氮化碳具有纳米层状结构。本发明提供的改性石墨相氮化碳应用于脱硫反应中，在H2S选择性反应中，该材料表现出好的催化活性和选择性，同时对COS催化水解也具有一定的活性。CN107934931ACN107934931A权利要求书1/1页1.一种改性石墨相氮化碳，其特征在于，所述改性石墨相氮化碳具有纳米层状结构，其中碳氮原子摩尔比为0.65-0.72，溴的含量为0.1-0.5wt％，X射线光电子能谱检测在结合能为70.0、70.9eV时，有芳香环中的C-Br响应峰。2.根据权利要求1所述的改性石墨相氮化碳，其特征在于，所述改性石墨相氮化碳的比表面积为60-106㎡/g，孔容为0.233-0.395m3/g，孔径为20.0-24.7nm。3.一种权利要求1或2所述改性石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将尿素和四溴双酚A溶于水中，蒸发至干，研磨得混合粉末；(2)将混合粉末在惰性气氛下，升温至500-600℃，保持1-3h，冷却至室温，制得所述改性石墨相氮化碳。4.根据权利要求3所述的改性石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于，尿素与四溴双酚A的质量比为100:0.15-0.75。5.根据权利要求3所述的改性石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于，步骤(2)中升温至550℃，保持2h。6.根据权利要求3所述的改性石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合粉末的粒度为250-300目。7.根据权利要求3所述的改性石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于，蒸发温度为60-90℃。8.根据权利要求3所述的改性石墨相氮化碳的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的升温速率为2-5℃/min。9.一种权利要求1-8任一项所述改性石墨相氮化碳在脱硫催化剂中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述改性石墨相氮化碳用作硫化氢选择性氧化催化剂和羰基硫催化水解催化剂。2CN107934931A说明书1/8页一种改性石墨相氮化碳及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于材料制备及环境催化的技术领域，具体涉及一种改性石墨相氮化碳及其制备方法和应用。背景技术[0002]在石油、天然气和煤炭等为原料的化工生产过程中一般都会产生硫化氢和羰基硫等含硫气体。不仅会污染生态环境，还会危害人体健康。目前脱除H2S最常用的技术是Claus硫回收工艺，该工艺既能脱除H2S又可以实现硫元素的资源化。但由于Claus反应的热力学限制，Claus尾气中仍然含有3-5％的H2S未能转化成单质硫，此外，该工艺需对H2S进行富积和解吸、工艺路线长且设备的投资较大。随着环境法规越来越严格，迫切需要开发一种运行能耗更低、H2S脱除效率更高并能够实现硫资源化的处理方法。[0003]在已发展的方法中，H2S选择性氧化为单质硫的方法受到人们广泛的重视。该反应不受热力学平衡限制，过程简单，装置建设及操作费用低。并且该反应是放热反应，能耗低。上述特点表明H2S选择性氧化为硫单质具有良好的应用前景，这一过程的实际应用重点在于发展高效的催化剂。[0004]目前发展的H2S选择性氧化催化剂主要有分子筛、碳材料、SiC载体体系和金属氧化物等。但以上材料仍存在不足之处。例如，分子筛、碳材料具有大的比表面积和丰富的孔道使其在起始阶段催化性能好，但分子筛活性的稳定性差，碳材料本身易分解，会产生CS2和COS物种，对装置和反应等会产生不利影响。SiC催化剂体系传热快、热稳定性好，但颗粒SiC载体易失活；金属氧化物如Al2O3、TiO2、Fe2O3、V2O5等，其自身有催化活性位，且具有较好的转化率，在H2S选择性氧化反应中得到广泛的应用。但以上金属氧