具有改性金属有机化合物骨架的硫化氢吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及硫化氢脱除领域，公开了一种改性金属有机化合物骨架的硫化氢吸附剂及其制备方法和应用。本发明专利技术的具有改性金属有机化合物骨架的硫化氢吸附剂的制备方法包括以下步骤：1)将含有铝源、对苯二甲酸、活性炭和水的混合液进行热处理；2)将步骤1)得到的产物进行煅烧。本发明专利技术的硫化氢吸附剂在常温下具有较高的硫化氢吸附容量，且耐高温、再生性能良好。再生性能良好。再生性能良好。

【技术实现步骤摘要】
具有改性金属有机化合物骨架的硫化氢吸附剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及硫化氢脱除领域，具体涉及一种改性金属有机化合物骨架的 硫化氢吸附剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的无色气体，本质上有高毒性、腐蚀性和 易燃性。在工业上,硫化氢气体主要产生于油田开采、天然气净化、煤气的净 化等，由于其本身具有强腐蚀性，常常会破坏工业设备，并能使金属催化剂 发生中毒；同时当硫化氢的浓度到达5ppm时，就会伤害人体器官，并在1000 ppm时致人死亡。因此，硫化氢的排放必须进行严格控制。
[0003]在过去十年里，像沸石、硅胶和活性炭这样的多孔材料已经被应用到脱 硫领域中，结果表明吸附脱硫的效果与所用的吸附剂密切相关。之后，金属 有机骨架化合物(MOFs)的发展又促进了纳米多孔材料的研究。MOFs是 近年来发展起来的一类由无机金属中心与芳香酸或碱的多齿有机配体中的 有机官能团通过共价键或离子键相互联接，共同构筑的具有规整孔道结构的 新型多孔晶体材料，又被称为多孔配位聚合物。相比活性炭与分子筛而言， MOFs具有比表面积大，孔隙率大，孔大小可调等优点，因此其也为气体存 储和分离提供了广阔的应用前景。
[0004]最近几年，也有一些MOFs用于测试吸附硫化氢，像MIL-47(V)， MIL-100(Fe,Cr)，MOF-199和MOF-74等等，但都由于吸附容量低以及再 生性能不佳，而导致无法真正应用到实际生产当中去。因此，为克服这些问 题，必须在现有的MOFs材料上加以改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种用于脱除硫化氢气体的具有改性金属有机化合物骨 架的硫化氢吸附剂及其制备方法和应用，本专利技术的硫化氢吸附剂在常温下具 有较高的硫化氢吸附容量，且耐高温、再生性能良好。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种具有改性金属有机化合物骨 架的硫化氢吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤，
[0007]1)将含有铝源、对苯二甲酸、活性炭和水的混合液进行热处理；
[0008]2)将步骤1)得到的产物进行煅烧。
[0009]优选地，在将铝源和对苯二甲酸与水进行混合后的溶液中混合活性炭， 得到所述含有铝源、对苯二甲酸、活性炭和水的混合液。
[0010]优选地，在将铝源和对苯二甲酸与水进行混合后的溶液中混合活性炭的 方法包括超声波分散。
[0011]优选地，所述铝源为硝酸铝和/或氯化铝。
[0012]优选地，所述硝酸铝为九水合硝酸铝。
[0013]优选地，所述氯化铝为六水和氯化铝。
[0014]优选地，所述水为去离子水。
[0015]优选地，所述铝源的用量为1-6重量份，所述对苯二甲酸的用量为0.2-1.1 重量份，所述水的用量为4-20重量份；更优选地，所述铝源的用量为1-6重 量份，所述对苯二甲酸的用量为0.2-1.1重量份，所述水的用量为4-20重量 份。
[0016]优选地，所述活性炭的用量可以根据所述铝源的用量来选择，例如所述 活性炭的用量为所述铝源用量的2-15重量％；更优选地，所述活性炭的用量 为所述铝源用量的3-12重量％。
[0017]优选地，所述热处理的条件包括：反应温度为220-240℃，反应时间为 0.1-10d(天)。
[0018]优选地，该方法还包括在将步骤1)得到的产物进行煅烧之前，将步骤 1)得到的产物进行洗涤和干燥。
[0019]优选地，所述煅烧的条件包括：煅烧的温度为275-360℃，煅烧的时间 为0.1-10d。
[0020]根据本专利技术第二方面，提供由本专利技术的具有改性金属有机化合物骨架的 硫化氢吸附剂的制备方法制备得到的硫化氢吸附剂。
[0021]根据本专利技术第三方面，提供本专利技术的硫化氢吸附剂在硫化氢吸附中的应 用。
[0022]通过上述技术方案，本专利技术的硫化氢吸附剂在常温下具有较高的硫化氢 吸附容量，且耐高温、再生性能良好。
附图说明
[0023]图1为不同材料硫化氢穿透曲线对比图，图1中AC-0表示对比例1得 到的未掺杂活性炭的MIL-53(Al)，而AC-1、AC-2和AC-3分别表示实施例 1、实施例2以及实施例3中的硫化氢吸附剂；
[0024]图2使用实施例2的硫化氢吸附剂的硫化氢穿透曲线对比图，其中NO.1 代表第一次吸附，NO.101是循环100次之后的吸附情况；
[0025]图3是硫化氢穿透实验装置示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]1：H2S气体钢瓶；2：N2气体钢瓶；3：气体减压阀；4：流量计；5： 缓冲瓶；6：恒温管式炉；7：吸附柱；8：单向阀；9：H2S气体检测仪
具体实施方式
[0028]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这 些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各 个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点 值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视 为在本文中具体公开。
[0029]本专利技术一方面提供一种具有改性金属有机化合物骨架的硫化氢吸附剂 的制备方法，该方法包括以下步骤，
[0030]1)将含有铝源、对苯二甲酸、活性炭和水的混合液进行热处理；
[0031]2)将步骤1)得到的产物进行煅烧。
[0032]根据本专利技术，优选地，在将铝源和对苯二甲酸与水进行混合后的溶液中 混合活性炭，得到所述含有铝源、对苯二甲酸、活性炭和水的混合液。
[0033]将铝源和对苯二甲酸与水进行混合的条件没有特别的限定，只要能够混 合均匀即可。例如可以在室温(5-45℃)下搅拌20-40分钟。
[0034]为了在将铝源和对苯二甲酸与水进行混合后的溶液中充分混合分散活 性炭，优选在将铝源和对苯二甲酸与水进行混合后的溶液中混合活性炭的方 法包括超声波分散，更优选在超声波分散后进一步进行搅拌。上述超声波的 频率例如可以为45-100Hz，超声的时间例如可以为10-40分钟；进一步搅拌 的时间例如可以为20-40min。上述超声波分散和进一步搅拌时的温度没有特 别的限制，可以为室温(5-45℃)。
[0035]根据本专利技术，优选地，所述硝酸铝为九水合硝酸铝。
[0036]根据本专利技术，优选地，所述水为去离子水。
[0037]根据本专利技术，优选地，所述铝源的用量为1-6重量份，所述对苯二甲酸 的用量为0.2-1.1重量份，所述水的用量为4-20重量份；更优选地，所述铝 源的用量为1-6重量份，所述对苯二甲酸的用量为0.2-1.1重量份，所述水的 用量为4-20重量份；进一步优选地，所述铝源的用量为2-4重量份，所述对 苯二甲酸的用量为0.4-0.9重量份，所述水的用量为7-16重量份。
[0038]根据本专利技术，所述活性炭的用量可以根据所述铝源的用量来选择，例如 所述活性炭的用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有改性金属有机化合物骨架的硫化氢吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，1)将含有铝源、对苯二甲酸、活性炭和水的混合液进行热处理；2)将步骤1)得到的产物进行煅烧。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在将铝源和对苯二甲酸与水进行混合后的溶液中混合活性炭，得到所述含有铝源、对苯二甲酸、活性炭和水的混合液。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在将铝源和对苯二甲酸与水进行混合后的溶液中混合活性炭的方法包括超声波分散。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铝源为硝酸铝和/或氯化铝；优选地，所述硝酸铝为九水合硝酸铝；优选地，所述氯化铝为六水和氯化铝；优选地，所述水为去离子水。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述铝源的用量为1-6重量份，所述对苯二甲酸的用量为0.2-1.1重量份，所述水的用量为4-20重量份；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖安山，李莹，闫柯乐，张红星，林雨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：